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양자 컴퓨팅, 대규모 실용화의 새로운 장 열다
이미지 확대보기'양자 순간이동' 성공은 양자 컴퓨팅의 확장성 문제를 해결하고 대규모 실용화에 한 걸음 더 다가서는 중요한 이정표가 될 것으로 기대된다.
양자 컴퓨팅은 양자 물리학의 원리를 활용하여 기존 컴퓨터로는 풀 수 없는 복잡한 문제를 해결할 수 있는 차세대 기술이다. 그러나 양자 컴퓨터를 실용적인 규모로 확장하는 데에는 많은 어려움이 있었다. 특히 큐비트의 불안정성과 오류율, 그리고 여러 개의 양자 프로세서를 연결하는 기술 등이 해결해야 할 과제다.
보도에 따르면 옥스퍼드 대학 연구진은 이러한 문제들을 해결하고 '양자 순간이동'이 가능한 양자 슈퍼컴퓨터를 개발하는 데 성공했다. 양자 순간이동은 큐비트 자체를 이동시키지 않고 양자 상태를 다른 위치로 전송하는 기술이다.
연구진은 네트워크 링크를 통해 논리 게이트의 양자 순간이동을 시연함으로써, 여러 개의 양자 프로세서를 연결해 하나의 강력한 양자 컴퓨터처럼 작동하도록 하는 데 성공했다.
'양자 인터넷' 시대의 개막을 알리는 신호탄
연구진은 이번 성과가 미래의 '양자 인터넷' 구축에 중요한 기반이 될 것이라고 강조했다. 양자 인터넷은 해킹이 불가능할 정도로 안전한 통신망을 제공하며, 양자 컴퓨터를 연결해 더욱 강력한 성능을 발휘할 수 있도록 한다.
인디펜던트에 따르면 옥스퍼드 대학 물리학과의 두걸 메인(Dougal Main)은 "이번 연구는 물리적으로 분리된 시스템 간의 양자 상태 전송에 초점을 맞춘 이전의 양자 순간이동 시연과는 다르다"며, "우리는 양자 순간이동을 사용해 먼 시스템 간의 상호 작용을 생성하고, 이를 통해 별도의 양자 컴퓨터에 저장된 큐비트 간에 논리적 양자 게이트를 수행할 수 있게 되었다"고 설명했다.
또한 "이러한 획기적인 기술을 통해 별개의 양자 프로세서를 효과적으로 '연결'해 단일의 완전히 연결된 양자 컴퓨터로 만들 수 있다"고 덧붙였다.
기존 기술 활용, 양자 시스템 구축 및 확장 가능성 제시
연구진은 이번 실험에서 이미 이용 가능한 기술을 활용해 양자 시스템을 구축하고 확장할 수 있음을 보여주었다. 이는 양자 컴퓨팅 기술의 실용화 가능성을 더욱 높이는 결과이다.
연구팀의 수석 연구원이자 영국 양자 컴퓨팅 및 시뮬레이션 허브의 수석 과학자인 데이비드 루카스(David Lucas) 교수는 "우리의 실험은 네트워크 분산 양자 정보 처리가 현재 기술로 가능하다는 것을 보여준다"며, "양자 컴퓨터를 확장하는 것은 여전히 어려운 기술적 과제이지만, 앞으로 몇 년 안에 새로운 물리적 통찰력과 집중적인 엔지니어링 노력이 필요할 것이다"라고 말했다.
이번 연구 결과는 저명한 학술지 '네이처'에 '광 네트워크 링크를 통한 분산형 양자 컴퓨팅'이라는 제목으로 게재됐다.
양자 컴퓨팅, 미래 산업의 판도를 바꿀 핵심 기술로 주목
양자 컴퓨팅 기술은 미래 산업의 판도를 바꿀 핵심 기술로 주목받고 있다. 옥스퍼드 대학 연구진의 이번 성과는 양자 컴퓨팅 기술의 실용화 시기를 앞당기고, 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대된다.
양자 컴퓨터는 신약 개발, 신소재 개발, 금융, 인공지능 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 복잡한 분자 시뮬레이션을 통해 신약 개발 기간을 단축하거나, 새로운 소재의 특성을 예측하여 개발 비용을 절감할 수 있다. 또한, 대규모 데이터를 분석하여 금융 시장의 움직임을 예측하거나, 인공지능의 성능을 향상시키는 데에도 활용될 수 있다.
물론 양자 컴퓨팅 기술이 상용화되기까지는 아직 많은 과제가 남아 있다. 하지만 옥스퍼드 대학 연구진의 이번 성과는 양자 컴퓨팅 기술 개발에 새로운 활력을 불어넣고, 미래 사회에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.
이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com
