구글이 "양자우위(Quantum Supremacy) 달성으로 인해 양자컴퓨터 시장이 2단계인 '니스크(NISQ, Noisy Intermediate-Scale Quantum)'에 접어들었다"며 "기존 컴퓨터 보안 체계는 10년 내로 무용지물이 될 것"이라고 밝혔다.

구글은 31일 서울 강남구 역삼동 구글코리아 사옥에서 양자컴퓨터 기자간담회를 개최하고 양자우위 달성의 의의와 향후 구글 연구·개발 로드맵을 공개했다.

케빈 새칭거(Kevin Satzinger) 구글 AI 퀀텀팀 하드웨어 연구 과학자는 "구글은 기존 슈퍼컴퓨터가 처리하지 못하는 문제를 해결할 수 있는 54 큐비트(양자비트) 양자컴퓨터 칩 ‘시커모어’를 개발해 양자우위를 달성했다"며 "라이트 형제가 처음 동력 비행에 성공해 항공 시장을 개척한 것처럼 구글 역시 양자우위로 양자컴퓨터 시장 가능성을 입증했다"고 말했다. 구글 AI 퀀텀팀은 한국 전체 양자컴퓨터 연구 책임자의 두 배에 달하는 80여명의 박사급 인력으로 구성되어 있다.

 

양자컴퓨터란 0과 1이라는 별개의 데이터 특성을 활용하는 기존 컴퓨터와 달리 관측 전까지 0과 1을 확정할 수 없는 양자역학을 활용해 0과 1의 특성을 동시에 가지고 있다. 기존 슈퍼컴퓨터로 1만년이 걸려야 풀 수 있는 문제를 200초(3분20초)만에 풀 수 있어 꿈의 컴퓨터로 각광받고 있다.

양자역학으로 노벨물리학상을 받은 물리학자 리처드 파인먼은 지난 1981년 "우리 세상(거시+미시)은 고전물리학 대신 양자물리학으로 이뤄져 있다"며 고전물리학을 기반으로 하는 기존 컴퓨터로는 세상에서 일어나는 일을 완벽하게 예측할 수 없다고 예견한 바 있다.

반면 똑같이 양자역학으로 실행되는 양자컴퓨터는 세상의 불확실성까지 모두 분석할 수 있다. 태풍이나 천체의 움직임이나 수만가지 유전자 배합 결과를 정확히 예측할 수 있게 된다는 설명이다.

새칭거 연구원은 "구글은 양자 알고리즘이 기존 슈퍼컴퓨터에서 제대로 작동하는지 확인한 후 해당 알고리즘을 양자컴퓨터에 맞게 고도화해, 양자 알고리즘이 양자컴퓨터에서는 제대로 처리되고 슈퍼컴퓨터에서는 처리되지 않는 것을 확인했다"며 "양자오류 발생률도 사전에 예측한 수치와 실제 큐비트를 늘림에 따라 발생한 수치가 일치하는 것을 입증해 결과값의 신뢰성을 확보했다"고 양자우위 달성 비결을 설명했다.
 
2011년 양자우위를 예견한 존 프레스킬 미국 캘리포니아공과대학(칼텍) 물리학부 교수는 양자우위 달성 이후 니스크의 시대가 이어질 것으로 예상했다. 니스크란 양자컴퓨터 상용화를 위해 연결되는 큐비트의 수를 늘려나가면서 동시에 외부 간섭(노이즈)으로 인한 양자 오류를 줄여나가는 과도기를 말한다.

스콧 애런슨 미국 텍사스대학 교수는 "니스크 시대에는 양자컴퓨터로 해결할 수 있는 사회공학적 문제도 함께 발굴해야 한다"며 "양자컴퓨터만으로 증명할 수 있는 난수를 생성해야 한다"고 말했다.

새칭거 연구원은 "구글은 10년 이내로 1000개의 큐비트를 연결한 양자컴퓨터를 개발·상용화해 니스크 시대를 대비할 것”이라며 "양자컴퓨터가 상용화되면 분자 움직임 예측, 고도화된 인공지능 개발, 기존 컴퓨터 암호 시스템(RSA) 붕괴 등 사회 전반에 큰 진전과 변화가 있을 것이다. 이에 따라 컴퓨터 업계도 양자컴퓨터 시대를 대비해야 한다"고 말했다.

이날 구글은 상온에서 양자컴퓨터를 구현하는 ‘이온트랩’보다 절대영도에 가까운 극저온에서 구동되는 ‘초전도소자‘ 방식 하드웨어에 집중할 것이라며, 양자컴퓨터 업계 발전을 위해 관련 기술(서크 양자 알고리즘)과 하드웨어(시커모어)를 오픈소스와 구글 클라우드 컴퓨팅을 통해 향후 공개할 방침이라고 전했다.