구글, ‘윌로’ 양자칩으로 슈퍼컴퓨터 능가 성과… “5년 내 실용화 기대”

[뉴욕=이데일리 김상윤 특파원] 미국 구글이 자체 개발한 ‘윌로(Willow)’ 양자컴퓨팅 칩을 이용해 세계 최고 성능의 슈퍼컴퓨터보다 1만3000배 빠른 속도로 알고리즘을 구동하는 데 성공했다고 밝혔다. 구글은 이번 성과가 향후 5년 내 실질적인 양자컴퓨팅 응용으로 이어질 수 있는 돌파구라고 설명했다.

구글이 공개한 양자칩 윌로우 (사진=구글)

구글은 22일(현지시간) 과학 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재한 논문을 통해 ‘퀀텀 에코스(Quantum Echoes)’라는 알고리즘이 검증 가능한 형태로 재현될 수 있으며, 기존 슈퍼컴퓨터의 한계를 크게 뛰어넘는 성능을 보였다고 밝혔다.

회사 측은 이번 연구 결과가 의약품 개발과 신소재 연구 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 전망했다.

구글 양자 AI 연구팀의 톰 오브라이언 연구원은 “검증 가능한 양자 알고리즘 구현은 실질적인 응용으로 가는 핵심 단계”라며 “이번 성과는 양자컴퓨팅의 대중화에 한 걸음 다가선 의미가 있다”고 말했다.

양자컴퓨팅 기술은 구글뿐 아니라 마이크로소프트, IBM, 그리고 여러 스타트업이 경쟁적으로 개발 중이다. 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터와 달리 여러 연산을 동시에 수행할 수 있어 복잡한 계산을 빠르게 처리할 수 있다.

구글은 지난해 12월에도 윌로 칩을 이용해 슈퍼컴퓨터로는 10의 24제곱년(10 septillion years)이 걸릴 문제를 단 5분 만에 해결했다고 발표한 바 있다.

미국 텍사스대 오스틴 캠퍼스의 스콧 애런슨 교수는 이메일 논평에서 “구글이 슈퍼컴퓨터를 능가하는 성능을 반복적으로 검증할 수 있게 된 점은 큰 진전”이라면서도 “상용화 단계까지는 오류 보정(fault tolerance)과 확장성 문제 등 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

구글 연구진은 이번 알고리즘을 활용해 분자 구조 분석 및 원자 간 거리 계산을 수행할 수 있다고 밝혔다. 이 기술은 신약 후보물질 탐색과 차세대 배터리 소재 연구 등으로 이어질 가능성이 있지만, 이를 위해서는 현재보다 1만배 규모가 큰 양자컴퓨터가 필요하다고 덧붙였다.

이번 연구에는 2025년 노벨 물리학상 수상자 미셸 드보레 교수가 참여했으며, 구글은 향후 기기 정확도와 연산 규모를 확대해 실질적 응용 단계로 나아간다는 방침이다.