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Nikkei Computer_2021.6.10 뉴스&리포트 (p15)

구글, 양자 데이터센터 로드맵 발표
2029년까지 100만 양자비트를 목표로

구글이 양자컴퓨터에 관한 로드맵을 발표했다. 캘리포니아 주에 개발 거점을 신설해 ‘양자 데이터센터’로 사용. 2029년까지 오류 정정이 가능한 100만 양자비트 달성을 목표로 한다는 것이다.

이와 같은 로드맵은 5월 18일(미국 시간)에 개최된 연례 컨퍼런스 ‘Google I/O 2021’에서 발표되었다. “현재의 양자비트는 매우 깨지기 쉽다. 이를 해결하기 위해 차기 마일스톤(Milestone)은 오류 정정을 통해 정보를 잃지 않고 보관·유지할 수 있는 논리적 큐비트(양자비트)를 만드는 것. 수 년이 걸리는 프로젝트가 될 것이다”. 구글의 피차이 CEO는 기조 강연에서 이렇게 말했다.

구글은 2019년 가을, 자사의 양자컴퓨터가 기존형 컴퓨터에서는 불가능한 계산 능력을 갖추고 있다는 것을 나타내는 ‘양자 초월성(Quantum Supremacy)’을 실증했다. 하지만 현재 구글의 양자 프로세서 ‘시카모어(Sycamore)’는 양자비트의 수가 54개로 적어 오류 정정이 불가능하다.

구글이 목표로 하고 있는 것은 기존형 컴퓨터로는 불가능한 규모의 ‘양자 화학 시뮬레이션’ 등을 할 수 있는 실용적인 양자컴퓨터이다. 이를 위해서는 양자비트의 오류 정정이 불가결하다. 1,000개의 물리적 큐비트가 연동하여 양자 정보가 사라지지 않는 1개의 논리적 큐비트를 만들어 낸다고 한다. 오류 정정이 가능하고 실용적인 성능을 가진 양자컴퓨터를 구현하려면 100만 개의 물리적 큐비트가 필요하다.

-- 양자 정보의 유지 시간을 길게 --
구글의 로드맵에서는 우선 수년 내에 100개의 물리적 큐비트 실현을 목표로 하고 있다. 오류 정정을 통해 최소한의 시간만으로도 양자 정보를 유지할 수 있는 논리적 큐비트의 프로토타입(Prototype)을 구축. 그 다음 목표가 1,000개 물리적 큐비트의 실현이다. 1,000개의 물리적 큐비트가 있으면 1개의 논리적 큐비트는 1년 가까이 양자 정보를 유지할 수 있게 된다.

이어서 목표로 하는 것은 1만 개 물리적 큐비트의 실현. 1,000개의 물리적 큐비트를 통해 1개의 논리적 큐비트를 만들고, 논리적 큐비트 10개를 이어 붙여 보다 복잡한 알고리즘을 처리할 수 있도록 한다. 1만 개의 물리적 큐비트를 1개의 칩에 장착하는 것은 불가능하기 때문에 복수의 칩 사이에 양자 얽힘 등이 생기도록 할 필요가 있다. 이를 위해서는 칩의 제조 기술 및 칩을 제어하는 소프트웨어 개발 등이 중요하다.

그 다음 목표는 10만 개의 물리적 큐비트를 통해 100개의 논리적 큐비트를 실현하는 것이다. 그리고 최종적으로는 100만 물리적 큐비트, 1,000 논리적 큐비트를 2029년까지 달성하는 것. 구글은 100만 물리적 큐비트의 양자컴퓨터를 개발하기 위해 캘리포니아 주에 새로운 개발 거점을 세웠다. 양자컴퓨터의 클라우드 서비스를 제공하는 ‘양자 데이터센터’로도 사용한다.

양자컴퓨터 개발은 미국의 IBM, 아마존웹서비스(AWS) 등도 주력하고 있다. 차세대 양자컴퓨터의 패권을 둘러싸고, IT 대기업들의 개발 경쟁은 더욱 더 가속화될 것으로 보인다.

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