아마존웹서비스(AWS)가 자체 개발한 양자컴퓨팅 칩 ‘오셀롯(Ocelot)’을 공식 발표했다.
이 칩은 양자 오류 수정 비용을 최대 90%까지 절감할 수 있는 설계를 갖춰, 실용적인 양자컴퓨터 개발 속도를 높일 기술적 돌파구가 될 것으로 기대된다.
AWS 연구진은 캘리포니아 공과대학교(Caltech) 내 AWS 양자 컴퓨팅 센터에서 오셀롯을 개발했다.
오셀롯 은 AWS의 양자 오류 정정 아키텍처의 효과를 검증하기 위한 프로토타입 칩으로, 두 개의 통합 실리콘 마이크로칩으로 구성되어 있다.
각 칩의 크기는 약 1cm²이며, 전기적으로 연결된 칩 스택에서 상하로 결합된 형태를 띤다.
양자컴퓨터의 가장 큰 난제는 작은 환경 변화에도 민감하게 반응해 오류가 발생한다는 점이다.
진동, 열, 네트워크 전자파 간섭, 심지어 우주선과 방사선도 큐비트에 영향을 미쳐 계산 오류를 유발할 수 있다.
이를 해결하기 위해서는 다수의 물리적 큐비트를 활용해 오류를 보정해야 한다.
AWS는 오셀롯이 이러한 오류를 방지하기 위해 ‘캣 큐비트(cat qubit)’ 기술을 적용했다고 밝혔다. 캣 큐비트는 슈뢰딩거의 고양이 실험에서 착안한 개념으로, 하나의 큐비트가 0과 1 두 개의 값을 안정적으로 중첩한 상태로 유지할 수 있도록 설계됐다.
외부 자극으로 인해 오류가 발생하더라도, 변화된 값이 스스로 안정적인 상태로 복구되는 특성을 지닌다.
캣 큐비트를 활용하면 기존 방식 대비 5분의 1 수준의 자원으로 오류를 수정할 수 있으며, 지속적인 연구를 통해 최대 10분의 1까지 줄이는 것을 목표로 하고 있다.
이를 위해 오셀롯은 일정한 타이밍으로 반복적인 전기 신호를 생성하는 발진기(oscillator)를 내장해 캣 큐비트의 안정성을 더욱 강화했다.
AWS는 오셀롯이 양자 오류 정정의 실효성을 검증하기 위한 프로토타입으로, 향후 양자컴퓨터 상용화를 위한 연구를 지속할 계획이라고 밝혔다.
AWS 양자 하드웨어 연구 디렉터 오스카 페인터(Oscar Painter)는 “오셀롯은 실용적인 양자 컴퓨터 개발에 있어 중요한 진전이지만, 아직 초기 단계에 불과하다”며 “지금 당장 우리의 과제는 양자 컴퓨팅 스택 전반에 걸쳐 혁신을 계속하고, 올바른 아키텍처를 사용하고 있는지 계속 검토하는 것, 이를 통해 얻은 데이터를 바탕으로 지속해서 양자컴퓨터를 개선하고 확장해야 한다”고 강조했다.
배동현 ([email protected]) 기사제보
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