양자 스타트업 아톰 컴퓨팅, 큐비트 확장으로 오류 수정 구현

미국 캘리포니아 소재 양자 컴퓨팅 스타트업 아톰 컴퓨팅(Atom Computing)이 중성 원자를 이용해 양자 오류 수정(QEC)을 꾸준히 시연하는 데 성공했다고 양자 컴퓨팅 전문매체 퀀텀 자이트가이스트가 4일(현지 시각) 보도했다.

보도에 따르면 초전도체 방식이 주류를 이루던 양자 컴퓨터 시장에서 중성 원자 기술로 이 같은 이정표를 달성한 것은 이번이 처음이다. 이번 성과로 아톰 컴퓨팅은 토릭 코드(Toric Code)를 활용해 대규모 양자 오류 수정을 구현한 전 세계 단 두 개 기업 중 하나로 이름을 올리게 됐다.

양자 오류 수정은 양자 컴퓨터가 계산 과정에서 발생하는 오류를 스스로 잡아내고 신뢰할 수 있는 결괏값을 도출하게 만드는 핵심 기술이다. 아톰 컴퓨팅의 시스템은 상용 양자 컴퓨터 구축의 필수 요건인 '큐비트 수가 증가함에 따라 오히려 오류율이 감소하는 현상'을 성공적으로 증명해냈다.

퀀텀 자이트가이스트에 따르면 벤 블룸 아톰 컴퓨팅 최고경영자(CEO) 겸 설립자는 "이번 시연은 양자 컴퓨팅 역사에서 매우 뜻깊은 순간"이라면서 "중성 원자 기술을 통해서도 실용적인 수준의 양자 오류 수정이 가능하다는 것을 전 세계에 확실히 보여줬다"고 강조했다.
이 같은 성과가 가능했던 배경에는 아톰 컴퓨팅만의 독창적인 아키텍처 설계가 있다. 기존 양자 컴퓨팅 방식은 하드웨어 레이아웃이 고정돼 있어 확장성에 한계가 있었으나 아톰 컴퓨팅은 큐비트를 동적으로 재배열할 수 있는 시스템을 개발해 모든 큐비트 간의 '완전한 연결성'을 확보했다.

여기에 물리적 공간을 구역별로 나누어 병렬 연산을 지원하는 '구역별 아키텍처(Zone-based Architecture)'를 도입해 계산 속도를 획기적으로 끌어올렸으며, 핵 스핀 큐비트를 활용해 복잡한 알고리즘 연산에 필수적인 긴 '결맞음 시간(Coherence Time)'을 유지하는 데에도 성공했다.

마이크로소프트 퀀텀의 기술 연구원이자 기업 부사장인 마티아스 트로이어 박사는 "양자 오류 수정을 통해 실제 정확도가 향상되는 것을 보여준 이번 시연은, 우리가 실용 규모의 양자 시스템을 향해 올바른 방향으로 나아가고 있다는 결정적인 증거"라고 평가했다.

연구실 단계에 머물던 중성 원자 양자 컴퓨터의 상용화 움직임도 빨라지고 있다. 아톰 컴퓨팅은 최근 논리 큐비트를 탑재한 세계 최초의 상용 양자 컴퓨터 시스템을 큐노스(QuNorth)에 판매하는 쾌거를 이뤘다.

아울러 기술적 신뢰성을 인정받아 미국 방위고등연구계획국(DARPA)의 양자 벤치마킹 이니셔티브 B단계(2단계)에 참여하게 되었으며, 최근 미국 상무부와 의향서(LOI)를 체결하는 등 글로벌 양자 인프라 시장에서 사업 영역을 빠르게 확장하고 있다.

이인수 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com