d라이브러리

어두운 방의 중간, 커다란 금빛 샹들리에처럼 생긴 기계가 천장에 매달려 있습니다. 자세히 보면 수많은 금빛 기계와 전선으로 된 매우 복잡한 모습이에요. 이게 컴퓨터라고요?

1만 년 걸릴 문제를 200초 만에 푼다?

이 기계는 미국의 컴퓨터 회사인 IBM에서 만든 양자컴퓨터의 모습입니다. 2021년 11월, IBM은 세계 최대의 양자컴퓨터인 ‘이글’을 공개했습니다. 양자컴퓨터의 정보 처리 단위인 ‘큐비트’가 127개나 들어 있지요. 사상 처음으로 100큐비트가 넘는 양자컴퓨터를 공개하면서, IBM은 치열한 양자컴퓨터 개발 경쟁에서 유리한 위치로 올라섰지요.

양자컴퓨터가 도대체 뭐길래 전 세계가 개발 경쟁을 벌일까요? 그 이유는 우리가 평소 사용하는 컴퓨터로 풀 수 없는 문제를 양자컴퓨터가 풀 가능성이 있기 때문이에요. 양자컴퓨터는 분자, 원자, 전자처럼 눈에 보이지 않는 아주 작은 세계를 다루는 물리학인 ‘양자역학’을 기반으로 작동하는 완전히 새로운 개념의 컴퓨터입니다. 양자컴퓨터는 1980년, 미국의 물리학자인 폴 베니오프가 처음 구상했어요. 2년 뒤에는 물리학자 리처드 파인먼이 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터로는 하기 힘든 일을 할 수 있다고 주장했지요.

그 후 거의 40년이 지난 2019년 가을, 컴퓨터 기업 구글이 기존 컴퓨터로는 1만 년이 걸려야 풀 수 있는 문제를 자신들이 만든 54큐비트의 양자컴퓨터 칩 ‘시커모어’로 200초 만에 풀었다고 주장했어요. 이렇게 기존 컴퓨터가 풀기 어려운 문제를 양자컴퓨터가 더 빠르게 해결하는 것을 ‘양자 우위’, 혹은 ‘양자 우월성’이라고 합니다. IBM은 시커모어가 푼 문제는 기존 컴퓨터로 이틀 반이면 풀 수 있다고 반박하기도 했지요.

양자컴퓨터가 처음으로 양자 우위를 보였다는 주장이 나오면서, 한동안 정체되었던 양자컴퓨터 개발이 다시 불붙었어요. 2021년 10월, 중국과학기술대학교의 연구팀은 세계 두 번째로 양자 우위를 달성했다고 주장했어요. IBM 연구팀은 올해 433큐비트 양자컴퓨터인 ‘오스프리’를, 2023년에는 1121큐비트의 ‘콘도르’를 개발해 양자 우위를 달성할 계획이에요.