[더구루=홍성환 기자] 미국 양자컴퓨터 기업 디웨이브 퀀텀(D-Wave Quantum)이 게이트 모델 양자컴퓨터를 위한 온칩(On-Chip) 극저온 제어 기술을 처음 선보였다. 게이트 모델 양자컴퓨터는 범용성이 높지만 배선 복잡 등의 문제가 가장 큰 과제로 꼽혔다. 하지만 극저온 제어 기술이 적용되면 이러한 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

디웨이브는 7일 "확장 가능한 온칩 극저온 제어 기술을 성공적으로 시연함으로써 게이트 모델 양자컴퓨팅 분야에서 획기적인 발전을 이뤘다"고 발표했다. 극저온 제어 장치는 영하 270도 이하의 극저온 환경에서 작동하는 양자컴퓨터의 핵심 요소다.

게이트 모델은 구글과 IBM, 아이온큐 리게티 등이 주도하는 방식으로, 이론적으로 거의 모든 종류의 연산 문제를 해결할 수 있는 범용성을 갖춘 것이 특징이다. 그러나 큐비트(연산 단위) 수 확장에 따라 배선 수와 극저온 인프라 규모가 기하급수적으로 증가하는 문제가 있다. 다만 극저온 제어 기술이 적용되면 이러한 문제를 해결할 수 있다.

앞서 디웨이브는 그동안 게이트 모델이 아닌 특정 상황과 문제해결에 집중하는 어닐링 모델에 집중해 왔다. 양자 어닐링은 중첩을 이용해 여러 가능성을 동시에 탐색해 최적의 답을 찾는 방식이다. 범용성은 떨어지지만 특정 문제를 빠른 시간 내에 해결할 수 있어 실제 산업 현장에서 제한적으로 상용화가 이뤄지고 있다.

디웨이브는 "어닐링 모델을 위해 개발된 극저온 제어 기술이 게이트 모델에서 적용될 수 있음을 입증했다"며 "이 기술은 큐비트 충실도를 유지하면서 게이트 모델 배선의 복잡성을 줄여 실용적인 게이트 모델 양자 기술 구현을 한 단계 더 진전시켰다"고 평가했다.

트레버 랜팅 디웨이브 최고개발책임자(CDO)는 "온칩 극저온 제어 기술이 없으면 실용적인 게이트 모델 양자컴퓨터는 비현실적으로 많은 배선과 거대한 극저온 용기가 필요하다"며 "우리의 기술은 더 적은 배선으로 더 많은 큐비트를 제어함으로써 더 작은 크기로 더 큰 프로세서를 구축할 수 있다"고 밝혔다.

디웨이브는 미국 실리콘밸리에 본사를 둔 양자컴퓨팅 기업이다. 지난 2011년 세계 최초로 상업용 양자 컴퓨터인 '디웨이브원'을 출시하며 주목받았다. 이 회사는 양자 어닐링 기술을 통해 시스템 에너지를 최소화하는 상태를 찾는다. 복잡한 최적화를 해결하는 데 앞섰다고 평가받는다.

양자컴퓨터는 물리량의 최소 단위인 양자를 이용해 빠른 속도로 많은 정보를 처리하는 '꿈의 컴퓨터'다. 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT) 수요 등으로 데이터 처리량이 증가하면서 주목을 받는다. 양자컴퓨터 기술 발전으로 신약, 신소재, 신화학 물질 개발이 쉬워져 경제 전반의 효율성이 올라갈 것으로 예상된다.