MS, 양자 프로세서 ‘마요라나 1’ 공개… “상용화 새 이정표 될 것”
||2025.02.20
마이크로소프트(MS)가 토포컨덕터(Topological Conductor) 기반 양자 프로세서(quantum processor)인 마요라나 1(Majorana 1)을 20일 공개했다. 양자 컴퓨팅 상용화의 새로운 이정표를 제시했다는 설명이다.
MS는 이번에 공개한 프로세서를 통해 양자 컴퓨터가 수십 년이 아닌 수년 내에 다양한 산업 및 사회적 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것으로 전망했다.
마요라나 1은 MS가 개발한 토폴로지 코어(Topological Core) 아키텍처를 기반으로 설계됐다. 양자 컴퓨터의 연산 단위인 큐비트(Qubit)를 단일 프로세서에 100만개 이상 집적할 수 있는 확장성을 가졌으며 오류 저항성을 하드웨어에 갖춘 내결함성 구조(fault-tolerant)로 더욱 안정적인 양자 연산이 가능하다. 디지털 방식으로 큐비트를 제어할 수 있어 신뢰성을 높였다.
이 같은 혁신의 핵심은 토포컨덕터라는 새로운 물질에 기반한다. MS 연구진은 반도체인 인듐비소와 초전도체인 알루미늄을 원자 단위에서 정밀하게 결합해 토포컨덕터라는 완전히 새로운 재료 스택을 제작했다.
토포컨덕터는 극저온에서 토폴로지 초전도성을 유지하면서 고체·액체·기체와는 다른 토폴로지 상태(Topological state)를 형성한다. 특히 이 물질은 새로운 양자 입자인 마요라나 입자(Majorana particle)를 관찰하고 제어함으로써 초소형·초고속·고안정 큐비트를 생성하는 데 활용할 수 있는 재료다.
이번 연구 결과를 담은 논문은 세계적 과학 저널 네이처(Nature)에 동료 평가를 거쳐 게재됐다. 해당 논문에서는 MS 연구진이 토폴로지 큐비트의 독특한 양자 특성을 구현하고, 이를 정밀하게 측정하는 방법이 소개됐다. 특히 토포컨덕터가 무작위적 방해로부터 양자 정보를 효과적으로 보호하는 마요라나 입자를 생성할 수 있으며 마이크로파 측정을 활용해 해당 정보를 신뢰성 있게 판독할 수 있다는 점도 다뤄졌다.
MS는 미국 국방고등연구계획국(DARPA)의 산업 규모 양자 컴퓨팅을 위한 미개척 시스템(US2QC, Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing) 프로그램 최종 단계에 진출한 두 개 기업 중 한 곳으로도 선정됐다. US2QC는 DARPA의 양자 벤치마킹 이니셔티브(Quantum Benchmarking Initiative)의 일부로, 실용적이며 내결함성이 높은 양자 기술 개발을 목표로 하는 연구 프로젝트다.
체탄 나약(Chetan Nayak) MS 퀀텀 하드웨어 부사장은 "마이크로소프트는 18개월 전부터 양자 슈퍼컴퓨터로 가는 로드맵을 제시했다. 이번에는 세계 최초로 토폴로지 큐비트를 공개하며 두 번째 이정표를 달성했다"고 말했다. 이어 "백만 큐비트 규모로 확장 가능한 양자 컴퓨터는 단순한 기술적 성취가 아니라 전 세계가 직면한 가장 복잡한 문제를 해결할 수 있는 열쇠"라며 "이 기술이 실현되면 자가 치유 소재, 지속 가능한 농업, 더 안전한 화학 물질 개발 등 다양한 혁신이 가능해질 것"이라고 강조했다.
한편, MS는 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 서비스 플랫폼인 애저 퀀텀(Azure Quantum)을 통해 기업과 연구기관이 과학적 연구를 발전시킬 수 있도록 지원하고 있다.
홍주연 기자
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