아키텍처 변경을 통해 양자 시대를 가속화하고 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
금일 오전에 아마존의 AWS(Amazon Web Services)는 Ocelot이라는 새로운 확장형 양자 컴퓨팅 솔루션을 공개했습니다. 이 솔루션은 "현재의 접근 방식 대비" 양자 컴퓨팅 오류 수정 비용을 최대 90%까지 절감할 수 있다고 주장합니다. 흥미롭게도, 이 확장형 양자 컴퓨팅 솔루션이 마이크로소프트가 공개한 자체 솔루션인 Majorana 1 발표 후 10일도 채 지나지 않아 모습을 드러냈습니다. 다만, Majorana 1은 기존 양자 오류 수정 기능의 가격 하락보다는 새로운 "토포전도체(topoconductor)" 기술을 통해 원시적인 양자 컴퓨팅 파워 가속화에 더 중점을 두고 있습니다.
AWS Ocelot 칩이 핵심적으로 겨냥하는 부분은 양자 오류 수정이며, 특히 이 구현 비용을 낮추는 데 초점을 맞추고 있습니다. AWS가 지원하는 규모, 즉 Avention Media에 따르면 넷플릭스 등 거대 기업을 포함해 145만 개가 넘는 기업을 지원하는 점을 고려할 때, 최첨단 확장형 양자 컴퓨팅 솔루션의 비용을 절감할 방안을 모색하는 것은 매우 당연한 추세로 보입니다.
그렇다면 이 솔루션은 어떻게 작동하며, 왜 ‘Ocelot’이라는 이름이 붙었을까요? Ocelot은 악명 높은 게임 <메탈 기어 솔리드>(Metal Gear Solid, 1999) 캐릭터에서 유래한 이름으로, 아메리카 대륙 고유의 야생 고양이 품종에서 따온 것입니다. AWS Ocelot은 "고양이 큐비트(cat qubits)"를 구현하는 새로운 설계를 기반으로 한다고 밝혔습니다. 이 고양이 큐비트는 특정 오류 양상을 본질적으로 억제하여 양자 오류 수정에 필요한 비용과 자원을 크게 줄일 것으로 예상됩니다. 여기에 "전자공학 산업에서 차용한 공정을 통해 확장 가능한 마이크로칩에 추가적인 양자 오류 구성요소를 통합"함으로써 AWS Ocelot 아키텍처가 완성됩니다.
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일반적인 큐비트가 무엇인지 알지 못할 경우, 이는 일반 컴퓨팅 비트의 양자 컴퓨팅에 해당하는 개념이라고 이해하시면 됩니다. 일반 비트는 '1' 또는 '0'만을 표현할 수 있는 반면, 큐비트는 마이크로소프트의 문서에 따르면 그 중 하나 또는 '0과 1의 양자 중첩'을 표현할 수 있습니다.
그렇다면 "고양이 큐비트"란 무엇일까요? 이는 근본 단계부터 여러 양자 오류 수정 기능을 내장한 일종의 큐비트입니다. 기본적으로는 ECC(오류 검출 코드) RAM과 유사한 큐비트로 볼 수 있습니다.
AWS 양자 하드웨어 이사인 오스카 페인터(Oskar Painter)에 따르면, "최근 양자 연구의 발전 덕분에, 실질적인 내결함성 양자 컴퓨터가 실제 애플리케이션에 투입될지 여부가 의문이 아니라 시점의 문제입니다. Ocelot은 그 과정에서 중요한 단계입니다. 미래에는 Ocelot 아키텍처에 따라 제작된 양자 칩은 오류 수정에 필요한 자원이 획기적으로 감소함에 따라 현재 방식의 5분의 1 수준의 비용으로 구현될 수 있을 것입니다. 구체적으로는, 이를 통해 실용적인 양자 컴퓨터로의 로드맵을 최대 5년까지 앞당길 수 있다고 확신합니다."
이는 매우 강력하고 고무적인 발표입니다. 특히 마이크로소프트가 최근 Majorana와 관련하여 "수십 년이 아닌 수년 내에 의미 있는 산업 규모의 문제를 해결할 수 있는 양자 컴퓨터"를 언급했다는 점을 감안하면 더욱 그렇습니다. 어떤 메가 기업의 접근 방식이 실현 가능한 양자 컴퓨팅 제품을 더 빨리 시장에 내놓을지는 지켜봐야겠지만, 이처럼 높아지는 경쟁 구도는 장기적으로 소비자 및 기업 모두에게 긍정적인 동력이 될 것으로 기대됩니다.