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[IT뉴스]"양자컴퓨터 실용화, 10년 내 나올 수 있어…2년간 오류 줄고 효율 높아져"

온카뱅크관리자

2026-02-16 08:07:29

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 <img alt="퀀티넘의 이온포획 방식 양자컴퓨터 칩 H2. Quantinuum 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/16/dongascience/20260216080155777zqyx.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="pJIDAmLxiS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/16/dongascience/20260216080155777zqyx.jpg" width="658">
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 퀀티넘의 이온포획 방식 양자컴퓨터 칩 H2. Quantinuum 제공
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 국제학술지 '네이처'는 최근 급속도로 발전하는 양자컴퓨터 기술 현황을 4일(현지시간) 조명했다. 일부 과학자들은 10년 안에 복잡한 작업을 오류 없이 수행하는 실용적인 양자컴퓨터가 등장할 수 있다는 전망을 내놨다.
 미래 전략기술인 양자컴퓨터는 기존 고전컴퓨터(슈퍼컴퓨터)로는 계산이 너무 오래 걸려 사실상 해결이 불가능한 유형의 문제를 풀 수 있다. 상용화 시 물리학 발전부터 화학 반응 최적화, 신약 탐색, 암호 해독까지 인류 기술 전반이 한계를 넘어설 것으로 기대된다.
 양자컴퓨터는 물질의 양자 상태를 활용한 정보처리 단위인 '큐비트(qubit)'를 안정적으로, 많이 구현하는 것이 과제다. 큐비트는 초전도 전자회로나 원자, 이온 등 물리적 형태가 다양하다. 
 네이처는 지난 2년간 양자컴퓨터 분야 발전이 "극적으로 가속됐다"고 평가하며 큐비트 등 양자 장치에서 발생하는 오류가 줄고 보다 효율적인 활용법이 제시됐다고 분석했다.
 큐비트의 양자 상태는 매우 불안정하기 때문에 시간이 흐르면서 정보가 손실돼 오류가 발생한다. 큐비트는 정보를 확인하는 순간 양자 상태가 붕괴해 되돌릴 수 없다. 기존 디지털 기술처럼 정보를 복사하는 것이 불가능해 오류를 정정해 계산 정확도를 높이는 데 한계가 제시됐다.
 오류 정정 과정 자체도 오류를 유발할 수 있기 때문에 기본적인 오류 발생률이 특정 임계값 이하로 낮아야 오류 정정의 의미가 생긴다.
 현재 의미 있는 큐비트 오류 정정 기술을 구현한 그룹은 단 4곳으로 알려졌다. 양자컴퓨터 분야 선두 주자로 평가되는 구글 퀀텀AI연구소, 미국과 영국 합작 양자컴퓨터 기업 퀀티넘, 미국 하버드대 연구그룹 기반의 스타트업 큐에라, 중국과학기술대(USTC) 연구팀이다. 계산 중간에 특정 큐비트만 측정하는 방식 등으로 정보 손상을 감지하는 원리다.
 큐비트 수를 늘리는 것도 과제다. 소인수분해 등의 작업을 제대로 수행하려면 큐비트 수십억 개가 필요할 것이라는 시각도 있다. 큐비트 배열 구조를 개선해 집적화하는 노력이 이어지는 이유다. 같은 연산에 적은 큐비트를 사용하도록 알고리즘을 개선하는 소프트웨어 연구도 활발하다.
 초전도 회로 방식 큐비트의 근본 원리를 발견하는 데 기여해 지난해 노벨 물리학상을 받은 존 마티니스 전 구글 수석연구원은 스타트업 큐오랩(Qolab)을 공동 설립하고 300mm 너비의 2만 큐비트급 양자칩 개발에 주력하고 있다.
 큐비트가 양자 상태를 안정적으로 유지하는 '결맞음 시간'도 점점 늘어나고 있다. 큐비트가 더 오랜 시간 연산에 참여할 수 있고 오류 확률이 줄어들어 복잡한 연산을 구현할 수 있다.
 양자컴퓨터 산업이 전반적으로 빠르게 발전하면서 궁극적인 '오류 내성' 양자컴퓨터 등장 시점을 낙관하는 목소리도 힘을 얻고 있다.
 네이처에 따르면 하트무트 네벤 구글 양자컴퓨팅 부문 책임자는 2030년이 오기 전에 대규모 오류 내성 양자컴퓨팅을 달성할 것이라고 자신했다.
 이온트랩 방식 양자컴퓨터 기업 아이온큐는 2020년대 말까지 소인수분해 문제를 해결할 것이라고 주장한다. 차오양 루 중국과학기술대 연구원은 완전한 오류 내성 양자컴퓨터가 2035년 등장할 것이라고 제시했다.
 &lt;참고 자료&gt; - doi.org/10.1038/d41586-026-00312-6
 [이병구 기자 2bottle9@donga.com]
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