아마존, 첫 양자 칩 공개로 오류 수정 비용 90% 절감
구글과 마이크로소프트가 양자 칩 연구에서 진전을 보인 데 이어, 아마존 웹 서비스(AWS)가 최근 첫 양자 칩 프로토타입인 "오셀로트(Ocelot)"를 공개했다. 이 칩은 AWS의 양자 오류 수정 구조의 효과를 테스트하기 위해 설계되었으며, 현재 양자 오류 수정 방법에 비해 비용을 최대 90%까지 줄일 수 있다.
캘리포니아 공과대학교(California Institute of Technology)의 AWS 양자 컴퓨팅 센터에서 개발된 오셀로트는 오류에 강한 양자 컴퓨터 개발에서 중요한 돌파구를 이루었다. 이런 컴퓨터는 전통적인 컴퓨터로는 해결할 수 없는 복잡한 상업 및 과학 문제를 풀어낼 것으로 기대된다.
양자 컴퓨팅의 가장 큰 도전 과제 중 하나는 환경적 방해에 극도로 민감하다는 점이다. 진동, 열, 휴대폰이나 와이파이 네트워크에서 나오는 전자기 간섭, 심지어 우주에서 오는 우주선이나 방사선까지도 양자 비트(큐비트, qubits)가 양자 상태에서 벗어나게 만들어 계산 오류를 일으킬 수 있다. 이를 해결하기 위해 양자 컴퓨터는 양자 오류 수정을 사용한다. 이는 여러 큐비트에 양자 정보를 인코딩해 환경 간섭으로부터 보호하는 방식이다. 그러나 정확한 결과를 얻기 위해 필요한 큐비트 수가 많아 기존 양자 오류 수정 방법은 비용이 매우 높았다.
이 문제를 해결하기 위해 AWS는 오셀로트(동물학에서 "오셀로트"라는 야생 고양이에서 이름을 따옴)를 설계하며 처음부터 오류 수정을 통합한 새로운 구조를 적용하고, "캣 큐비트(cat qubits)"를 활용했다. 20세기의 유명한 사고 실험 "슈뢰딩거의 고양이"에서 이름을 딴 캣 큐비트는 특정 유형의 오류를 억제해 양자 오류 수정에 필요한 자원을 줄일 수 있다.
오셀로트의 설계로 연구자들은 캣 큐비트 기술을 다른 양자 오류 수정 구성 요소와 함께 처음으로 확장 가능한 실리콘 마이크로칩에 통합하는 데 성공했다. 이 칩은 단 1제곱센티미터 크기로, 초전도 박막을 사용해 양자 회로 요소를 형성하며, 마이크로전자 산업의 첨단 제조 기술을 활용한다.
오셀로트의 고품질 발진기는 탄탈륨(tantalum)이라는 초전도 재료로 만들어졌다. AWS의 재료 과학자들은 실리콘 마이크로칩에서 탄탈륨을 처리하는 특수 방법을 개발해 발진기 성능을 향상시켰다.
AWS 양자 하드웨어 책임자인 오스카 페인터(Oskar Painter)는 "최근 양자 연구의 발전으로 실용적인 오류 내성 양자 컴퓨터의 등장은 '만약'이 아니라 '언제'의 문제가 됐다. 오셀로트는 그 목표를 향한 중요한 단계"라고 강조했다. "오셀로트 구조로 설계된 양자 칩은 오류 수정에 필요한 자원을 크게 줄여 비용을 현재 방식의 5분의 1로 낮출 것이다. 우리는 이것이 실용적인 양자 컴퓨터의 도달 시기를 최대 5년 앞당길 수 있다고 믿는다."
이 뉴스기사로 오셀로트는 양자 오류 수정 비용을 극적으로 절감하며, 양자 컴퓨터의 실용성을 한층 끌어 올린것에 의미를 둬야하며, 과학기술 발전에 중요한 항목중 하나인, 상업적 비용 문제를 해결할 잠재력이 있다는것을 보여주었습니다.
아마존의 오셀로트 공개는 양자 컴퓨팅의 상용화를 가속화하며, 미국 증시에 단기적 긍정 요인과 중장기적 구조적 변화를 가져올 잠재력이 있다. 단기적으로는 아마존과 기술주 중심의 상승이 예상되지만, 중장기적으로는 양자 기술이 산업 전반에 파급되며 S&P 500과 나스닥에 긍정적 영향을 미칠 가능성이 콥니다. 다만, 경쟁 심화와 상용화 지연 리스크를 고려해 투자자들은 기술주 포트폴리오를 다각화하고, 양자 관련 소재 및 응용 산업(반도체, 금융 등)에 주목할 필요는 있다고 보여집니다.
