구글 양자 우위(Quantum Supremacy) 완벽 해설
구글은 가장 까다로운 문제조차 단 200초 만에 해결할 수 있는 획기적인 컴퓨팅 시스템을 개발했다고 발표했습니다. 구글의 주장에 따르면, 동일한 문제를 슈퍼컴퓨터로 처리하려면 무려 수천 년이라는 시간이 필요합니다. 이렇게 지수적으로 빠른 연산 능력은 복잡도의 한계 때문에 기존의 고전 컴퓨터로는 결코 구현하기 어렵습니다. 바로 이 지점에서 양자 컴퓨터, 즉 '양자 우위(Quantum Supremacy)'가 필요해지는 것입니다.
양자 우위를 본격적으로 살펴보기에 앞서, 양자 컴퓨터가 무엇인지 그리고 기존 컴퓨터와 어떤 차이가 있는지 먼저 짚어보겠습니다.
양자 컴퓨터 vs 기존(고전) 컴퓨터
기존 컴퓨터는 한 번에 오직 '0' 또는 '1' 중 하나의 값만 다루는 비트(bit) 방식으로 작동합니다. 전기 흐름을 이용해 이 비트들을 조작하며 지금까지 수많은 수학적 문제를 해결해 왔지만, 한 번에 하나의 비트만 생성하고 처리한다는 근본적인 한계를 안고 있습니다.
반면 양자 컴퓨터는 '0'과 '1'을 동시에 활용하는 완전히 새로운 방식을 도입합니다. 구글은 NASA와 협력하여 이러한 특성을 더 높고 복잡한 수준으로 확장하고 있는데요. 구글 측은 "슈퍼컴퓨터가 하나의 방정식을 푸는 데 1만 년이 걸린다면, 구글의 양자 우위 기술은 200초면 충분하다"고 말합니다.
그 차이가 실감나시나요? 우리는 생각보다 훨씬 빠르게 미래로 나아가고 있습니다.
2019년 양자 우위 선언, 결과는 무엇이었나?
양자 컴퓨팅 세계에는 중대한 전환점이 찾아왔습니다. 새로운 양자 프로세서 '시카모어(Sycamore)'는 54개의 큐비트(qubit)로 구성된 2차원 배열을 갖추고 있습니다. 프로그래밍 가능한 초전도 프로세서를 활용한 양자 우위는 이제 오류 없이 달성될 수 있게 된 것입니다.
각 큐비트는 직사각형 격자(lattice) 형태로 배치되며, 복잡도를 한 차원 끌어올립니다. 이렇게 결합된 큐비트의 연산력은 워낙 강력해서 그 빠른 처리 속도를 실감하게 될 것입니다.
이제 '0'과 '1'의 동시 활용, 최대 52개 큐비트의 양자 상태, 확장된 차원성이 기존 컴퓨터의 기록을 어떻게 깨뜨리는지 이해하셨을 겁니다. 우리는 곧 현실 세계의 문제들을 마주할 준비를 갖추게 될 것입니다.
비판자들은 뭐라고 말할까?
양자 우위 발표 이후 몇 가지 비판적인 목소리도 제기됐습니다. IBM의 컴퓨터 과학자들은 자사가 개발한 슈퍼컴퓨터 '서밋(Summit)'이 구글이 주장하는 1만 년이 아니라 약 2.5일 만에 해당 문제를 해결할 수 있다고 반박했습니다.
물론 구글은 경쟁사를 공격하려는 의도는 없다고 밝히면서도, 개발된 칩이 모든 기록을 깨뜨릴 만큼 강력하다는 점은 분명히 하고 있습니다.
우리의 생각은?
결국 이것은 '기술(TECHNOLOGY)'입니다. 기술은 어디로 향해야 할까요? 당연히 계속 발전해야 합니다. '양자 우위'라는 용어는 2012년 칼텍(Caltech)의 물리학자 존 프레스킬(John Preskill)이 처음 만든 것으로, 그는 "양자 컴퓨터는 고전 컴퓨터가 수행할 수 없는 작업을 해낼 수 있다"고 말했습니다.
그의 말대로 구글은 성공으로 크게 도약했습니다. 아직 최종 결과물은 기다리고 있지만, 새로운 개발 덕분에 복잡도가 높아지는 문제들도 조만간 반드시 돌파할 수 있을 것입니다.
실질적인 결과와 경제적 파급 효과는 몇 년 후에야 가늠할 수 있을 것입니다. 기술이 성숙하고 진전을 거듭한 이후에야 비로소 구글의 양자 우위가 진정한 승자인지 판단할 수 있을 것입니다.
여러분의 생각은 어떠신가요?
다가오는 이 기술에 대한 여러분의 생각을 듣고 싶습니다. 이 기술이 가져올 결과는 무엇일까요? 아래 댓글로 여러분의 의견을 들려주세요!