구글, 세계 첫 양자컴퓨터...네이처 인정

구글이 세계최초의 공인 양자컴퓨터(D웨이브2)를 확보했다. 네이처가 지난달 28일자로 남캘리포니아대(USC)양자컴퓨터 방식 논문을 수록함으로써 이 양자컴퓨터를 인정한데 따른 것이다. 그동안 USC의 성과는 양자컴퓨팅 진위논란속에 있었다.

IEEE스펙트럼은 3일(현지시간) 지난달 28일자 네이처커뮤니케이션지가 USC의 양자컴퓨터 논문을 게재해 이를 공인했다고 보도했다. 네이처는 USC의 ‘프로그래머블 퀀텀 어닐링(양자담금질)의 시험적 시그니처’라는 제목의 논문을 게재해 양자컴퓨터 등장을 처음으로 인정했다.

보도는 구글의 양자컴퓨터 D-웨이브(D-Wave)가 연말 안에 美항공우주국(NASA) 에임즈센터에 설치된다고 전했다. 나사와 구글은 이 양자컴퓨터를 이용해 외계인 연구, 사실상의 인공지능역할을 할 거대한 검색엔진 연구에 나서게 된다. 구글의 양자컴퓨터는 지난 5월 512큐빗 베수비우스 칩으로 업그레이드 됐으며 연말까지 나사 에임스센터 우주연구협회센터 안에 설치된다. 대니얼 라이더 USC 교수는 “팀연구 결과는 양자 모의 담금질과 D웨이브시스템 작동 방식 사이에 연관성이 있다는 강력한 합의를 도출해 내게 해 주었다”고 말했다.

라이더교수는 “최소한 이 컴퓨터가 전통적인 물리학법칙에 따르는 모의담금질(simulated annealing)로 알려진 컴퓨팅모델을 사용하지 않는다는 것을 보여주었다”고 말했다.

양자컴퓨터를 만든 제작사 D웨이브에 따르면 이 컴퓨터는 512개의 초전도회로를 가지고 있는데 각각에는 넘치는 전류를 흘리는 작은 구멍이 있다. 이들이 거의 절대영도까지 냉각돼 양자상태로 들어가는데 전류는 시계방향과 반시계방향으로 동시에 흐른다. 컴퓨터는 일련의 알고리즘을 사용해 큐빗계산을 수행하게 된다.

와이어드는 컴퓨터를 뭐라 부르건 간에 D웨이브는 ‘조합최적화 문제’로 알려진 문제를 푸는데 있어서 유용하다고 전했다. 네이처가 논문을 게재함으로써 캐나다업체 D-웨이브가 제작한 이 컴퓨터는 세계 최초의 공인받은 양자컴퓨터가 됐다. 양자컴퓨터는 초고속 수학연산의 미래를 예고하는 중요한 발명품으로 꼽히고 있다. 이미 구글은 이같은 복잡한 수학적 문제 해결에 양자컴퓨터를 활용하고 있는 것으로 알려지고 있다.

USC 보도자료는 “연구팀은 USC 록히드 마틴 양자컴퓨팅센터에 설치된 D웨이브에 장착된 프로세서가 양자역학이 작동하는 방식의 기능적 역할을 했음을 보여 주었다”고 밝혔다.

하트머트 네벤 구글 엔지니어링이사는 자신의 블로그에서 “우리는 양자컴퓨팅이 컴퓨터과학상 가장 어려운 문제, 특히 기계학습 문제를 해결해 줄 것이라고 믿는다. 이는 더 정확안 예측을 가능케 해 세상을 더 좋게 만든다...”고 말했다.

지난 1985년 영국 물리학자 데이비드 도이치는 양자컴퓨터로 조합최적화 문제를 풀 수 있음을 제시했다. 양자컴퓨터는 전자와 광자같은 매우 작은 입자를 이용한 양자역학에 의해 컴퓨터를 만들 수 있다는 물리학이론에 기반한 컴퓨터다.

전통적인 컴퓨터는 트랜지스터가 하나의 비트에 정보를 저장한다. 즉 트랜지스터가 켜져 있으면 ‘1’, 꺼져 있으면 ‘0’의 값을 갖게 된다. 그러나 양자 컴퓨터에서는 양자역학의 중첩원리에 따라 이러한 두가지 정보 상태가 하나의 시스템 안에서 동시에 존재한다. 큐빗은 ‘0’과 ‘1’을 동시에 저장한다. 만일 두 개의 큐빗을 만들면 동시에 4개의 값, 즉 00, 01, 10, 11을 갖게 된다. 큐빗을 추가하면 전통적인 컴퓨터보다 기하급수적으로 강력해지는 컴퓨터를 만들 수 있게 된다. 문제는 하나의 큐빗을 만드는 것조차도 어렵다는 점이다. 양자시스템에서 정보를 읽을 때 문제가 생기기 때문이다. 즉, 이 정보는 하나의 값만을 가지는 보통의 비트로 바뀌면서 퀀텀컴퓨터가 되기를 중단한다.

조르디 로즈 D웨이브 최고기술책임자(CTO)는 자신들이 이 가운데 하나를 찾아냈다고 믿고 있다. 지난 2007년 이 회사는 16큐빗 양자컴퓨터를 발표했고 현재 모델은 512큐빗 컴퓨터로서 지난 5월 업그레이드했다.