양자 얽힘

양자컴퓨터에 대한 관심이 확대되고 있는 가운데 IT 융합 전문가로 꼽히는 정지훈 Asia2G 캐피털 파트너 겸 DGIST 교수가 지난 26일(현지시간) 양자컴퓨터 시장의 미래를 이렇게 전망했다. 정 교수는 이날 더밀크가 주최한 딥시크 쇼크 & CES 2025 산업별 집중분석 웨비나에서 '디지털 헬스케어와 퀀텀 컴퓨터'를 주제로 강연했다. 이날 정 교수는 양자컴퓨터의 상용화 시점을 자율주행 기술의 발전에 비유했다. 정 교수는 "양자컴퓨팅 사용화에 대한 의견은 분분하다"며 "다만 발전하는 모습이 자율주행차 도입에 대한 전망과 비슷하다"고 설명했다.가령 지난 2012년 자율주행차 상용화에 대한 전망은 5~10년, 그리고 더 늦은 2040년이 되도 어렵다는 의견이 분분했다. 정 교수는 "현재 자율주행 기술을 보면 레벨 2~3 정도의 자율주행 기술은 사용되고 있다. 그러나 완전 자율주행이라고 보기는 어렵다"며 "시각에 따라 상용화 시점은 완전히 달라진다"고 설명했다. 양자컴퓨팅도 이와 비슷하다. 정 교수는 향후 5년 내에 범용 양자컴퓨팅 시대가 도래할 것이라고 내다봤다. 정 교수는 "3년간 알고리즘이 안정화되고 기존 컴퓨터와 양자컴퓨팅을 결합한 하이브리드 접근법이 실용화 단계에 이를 것"이라며 "2030년 까지 오류를 정정하면서대규모 큐비트가 늘어날 것으로 기대한다"고 설명했다. 이어 "2030년 이후에야 범용 양자컴퓨팅 시대가 열릴 수 있을 것'이라고 전망했다.

‘마이크로소프트(Microsoft, 이하 MS)는 과학·기술계 난제로 여겨졌던 큐비트(Qubit) 확장을 어떻게 구현할까?’19일(현지시각) MS가 공개한 새로운 기술 기반의 양자 칩 ‘마요라나 1(Majorana 1)’에 대한 업계 관심이 뜨겁다. 핵심은 큐비트 확장이다. 확장, 제어가 매우 어려운 큐비트를 100만 개까지 확장할 수 있다고 발표했기 때문이다. 큐비트는 양자 컴퓨팅에서 데이터를 인코딩하는 데 사용되는 정보의 기본 단위다. 일반 컴퓨터에서 사용되는 ‘비트(bit)’에 대응하는 개념으로 보면 된다. 비트는 0과 1을 사용한 이진법으로 정보를 인코딩하며 전류가 흐르지 않으면 0으로, 전류가 흐르면 1로 표시한다. 0 혹은 1 어느 하나의 확정된 값을 가지는 비트와 달리 큐비트는 ‘양자 중첩(quantum superposition)’을 활용한다. 중첩은 입자가 관측되기 전까지 확률적으로 가능한 여러 상태가 겹쳐 존재할 수 있다는 양자역학의 개념이다. 비트와 달리 큐비트는 0과 1이 중첩돼 있는 상태를 가지는 것이다.

4차 산업혁명의 끝은 어디에 있을까? 생성AI가 인공지능 혁명을 믿을 수 없는 속도로 가속화하고 있지만 여전히 현재의 인공지능 시장과 기술은 사이클의 초기 단계라는 분석이 압도적이다. 인공지능 기술이 생산성과 기술 혁신이라는 측면에서 미치는 영향력을 감안한다면 놀라운 일이다. 시장이 AI 혁명의 뜨거운 열기에 휩싸여 있지만 시장은 이미 그 너머를 보고 있다. 지난 12월 9일(현지시각) 구글은 퀀텀 컴퓨팅 칩인 윌로우(Willow)를 공개했다. 퀀텀 컴퓨팅(Quantum Computing)이란 양자역학의 원리를 기반으로 작동하는 차세대 컴퓨팅 기술을 의미한다. 기존의 컴퓨터가 사용하는 이진법(0과 1) 기반의 비트(Bit)와 다르게 퀀텀 컴퓨터는 '큐비트(Qubit)'라는 단위를 사용, 기존의 컴퓨터로 불가능했던 복잡하고 방대한 계산 문제를 훨씬 빠르게 처리할 수 있다. 실제 구글이 선보인 퀀텀 컴퓨팅 칩인 윌로우는 현재 세계에서 가장 빠른 슈퍼 컴퓨터가 무료 10셉틸리언년(septillion years)이 되어야 완료할 수 있는 계산을 단 몇 분 안에 풀 수 있을 만큼 혁신적이다. 10 셉틸리언은 무려 우주의 역사보다 더 아득한 수준의 시간이다. 이런 계산을 단 몇 분 만에 해낼 수 있다는 것은 사실상 컴퓨팅 기술이 다른 차원의 수준으로 넘어간다는 것을 의미한다.