IBM이 자사의 433큐비트 양자컴퓨터 ‘IBM Quantum Eagle’로 특정 화학 분자 시뮬레이션에서 기존 슈퍼컴퓨터를 능가하는 결과를 달성했다고 발표했다. 업계에서 ‘양자 우월성(Quantum Supremacy)’에서 한 단계 나아간 ‘양자 어드밴티지(Quantum Advantage)’를 실용적 문제에서 처음으로 입증한 것이다.
양자컴퓨터로 뭘 할 수 있나
양자컴퓨터의 핵심 장점은 동시에 여러 상태를 처리하는 ‘중첩(superposition)’ 원리에 있다. 기존 컴퓨터가 0 또는 1로만 처리하는 반면, 양자컴퓨터는 0과 1을 동시에 표현하는 ‘큐비트’를 사용한다. 이를 통해 지수적으로 복잡한 문제를 획기적으로 빠르게 풀 수 있다.
실용적 응용 분야는 크게 세 가지다. ▲신약 개발을 위한 분자 시뮬레이션 ▲금융 포트폴리오 최적화 ▲암호화 기술 개발 및 해독이다. 특히 신약 개발에서 양자 시뮬레이션이 상용화되면 신약 개발 기간을 현재 10~15년에서 3~5년으로 단축할 수 있다는 연구 결과도 나왔다.
국내 양자 기술 현황
한국도 양자컴퓨팅 경쟁에 적극 참여하고 있다. 정부는 ‘양자기술 2030 로드맵’을 통해 2030년까지 1,000큐비트급 양자컴퓨터 국산화를 목표로 하고 있다. KAIST, 서울대, 포스텍 등 주요 대학에 양자컴퓨팅 연구소가 설립됐으며, 삼성리서치도 양자 알고리즘 연구팀을 별도 운영 중이다.
아직 넘어야 할 산, 큐비트 오류율
현재 양자컴퓨터의 가장 큰 문제는 큐비트의 불안정성이다. 미세한 환경 변화에도 큐비트가 손상되는 ‘디코히런스’ 현상 때문에 오류 수정 기술이 핵심 과제다. IBM은 2030년까지 100만 큐비트 시스템을 구현하겠다는 로드맵을 발표했으며, 이 시점이 실질적인 양자컴퓨팅 상용화의 시작점이 될 것으로 보인다.