세계 최대 전자상거래 기업 아마존이 27일(이하 현지시각) 자체 개발한 양자컴퓨터 전용 칩셋 '오셀롯(Ocelot)'을 공개했다. 아마존은 “효율적이고 대규모의 양자 시스템 구축을 위한 첫 걸음을 내디뎠다”고 밝혔다.
세계 1위 클라우드 서비스 업체인 아마존의 이번 발표는 경쟁사인 구글과 마이크로소프트(MS)가 자체 개발한 양자 칩을 잇달아 선보인 가운데 나왔다. 앞서 구글은 2024년 12월 양자 칩 ‘윌로우(Willow)’를 공개했다. MS는 19일 위상초전도체를 활용한 ‘마요라나(Majorana) 1’을 발표했다.
아마존 클라우드 부문(AWS)에서 양자 하드웨어를 총괄하는 오스카 페인터는 “5년 전만 해도 ‘양자 컴퓨터를 만들 수 있을 것 같다’는 수준이었지만, 이제 ‘우리는 양자 컴퓨터를 반드시 만들 것이다’라는 확신을 갖게 됐다”고 강조했다.
오셀롯은 전기적 진동을 생성하는 ‘오실레이터(oscillator)’에서 이름을 따왔다. 캘리포니아 공대 연구팀이 개발했다.
양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터가 0과 1의 ‘비트(bit)’를 이용해 정보를 처리하는 방식과 달리, 0과 1이 동시에 존재하는 중첩(superposition)과 얽힘(entanglement) 상태를 활용하는 ‘큐비트(qubit)’를 기반으로 한다. 이를 통해 기존 컴퓨터보다 훨씬 복잡한 연산을 빠르게 처리할 수 있다.
다만 큐비트는 온도 변화, 진동, 전자기 간섭 등 외부 요인에 매우 민감해 계산 오류가 발생하기 쉬운 단점이 있다. 이에 양자 컴퓨터의 실용화에는 수십년이 걸릴 것으로 예상돼 왔다.
아마존의 오셀롯은 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 실험에서 착안한 ‘캣 큐비트(cat qubit)’ 기술을 적용했다. 이 실험은 상자 안에 든 고양이가 방사성 물질의 붕괴 여부에 따라 ‘살아 있는 상태’와 ‘죽은 상태’를 동시에 가질 수 있다는 개념을 설명하는 것이다. 캣 큐비트는 일반 큐비트보다 안정적으로 0과 1을 동시에 유지할 수 있는 것으로 평가된다.
오셀롯 칩 하나에는 데이터를 저장하는 5개의 큐비트, 이를 안정적으로 유지하는 회로, 오류를 감지하는 4개의 추가 큐비트가 포함돼 있다.
현재 양자 컴퓨터 상용화의 기준은 하나의 칩에 100만개 이상의 큐비트를 탑재하는 것으로 평가된다. 구글의 윌로우 칩은 105개의 큐비트를, MS의 마요라나 1은 8개의 큐비트를 장착했다.
아마존은 오셀롯 아키텍처를 활용하면 양자 컴퓨터 관련 부품 제작 비용을 최대 90%까지 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
페인터는 “실용적인 양자 컴퓨터는 앞으로 10년~20년 내에 등장할 것이다”라며 “10년 내 실현된다는 전망은 다소 낙관적인 예상이다”라고 말했다.
이광영 기자
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