마이크로소프트 CEO, 양자 컴퓨팅 혁신에 활용될 새로운 '물질 상태' 토포컨덕터 발표

마이크로소프트의 CEO 사티아 나델라는 자사가 마요라나 1 양자 칩 개발에 활용한 새로운 ‘물질 상태’를 발견했다고 발표했습니다. 마이크로소프트는 2025년 2월 19일에 이 새로운 칩을 공개하며 양자 컴퓨팅 기술의 중요한 진전을 알렸습니다.

마요 라나 1 은 세계 최초의 양자 칩으로, 마이크로소프트는 이 칩에 탑재된 새로운 위상 코어 아키텍처를 통해 수십 년이 아닌 수년 안에 산업 규모의 의미 있는 문제를 해결할 수 있는 양자 컴퓨터를 구현하는 데 한 걸음 더 다가설 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

마이크로소프트, 세계 최초의 토포컨덕터 출시 

마이크로소프트는 세계 최초로 토포컨덕터를 개발함으로써 역사에 한 획을 그었을지도 모릅니다. 이 획기적인 물질은 마요라나 입자를 관찰하고 제어하여 양자 컴퓨터의 구성 요소인 큐비트를 더욱 안정적이고 확장 가능하게 만들 수 있습니다.

토포컨덕터가 무엇인지 이해하려면 반도체가 발명되기 이전 시대로 돌아가 봐야 합니다. 당시에는 스마트폰, 컴퓨터,tron기기에 전력을 공급하는 데 필요한 고급 센서와 제어 시스템이 필요했고, 반도체는 바로 그 필수적인 돌파구였습니다. 

반도체는 주변 환경에 따라 전도도가 변하기 때문에tron기기의 핵심 두뇌 역할을 합니다. 이러한 특성 덕분에 엔지니어들은tron부품의 크기를 크게 줄일 수 있었고, 결과적으로 기기의 크기와 비용을 절감하면서 기능은 향상시킬 수 있었습니다.

토포컨덕터의 발명 덕분에 스마트폰, 더 빠른 컴퓨터,tron기기 등과 같은 놀라운 기술 혁신이 가능해졌습니다. 토포컨덕터는 한 단계 더 나아간 기술로, 백만 큐비트까지 확장 가능한 양자 시스템을 개발하고 가장 복잡한 산업 및 사회 문제를 해결할 수 있는 길을 열어줍니다. 

마이크로소프트의 기술 연구원인 체탄 나약은 “우리는 한 발짝 물러서서 ‘좋아, 양자 시대에 맞는 트랜지스터를 만들어 보자. 어떤 특성을 가져야 할까?’라고 자문했습니다.”라고 말했습니다. “바로 그 과정이 우리가 여기까지 오게 된 계기입니다. 새로운 소재 스택의 특정한 조합, 품질, 그리고 중요한 세부 사항들이 새로운 종류의 큐비트, 그리고 궁극적으로 전체 아키텍처를 가능하게 했습니다.”

마이크로소프트의 CEO인 사티아 나델라에 따르면, 토포컨덕터를 개발하는 데 거의 20년에 걸친 집중적인 연구와 노력이 필요했으며, 그는 이 획기적인 발견이 많은 사람들이 예측하는 것처럼 수십 년이 아닌 수년 안에 의미 있는 양자 컴퓨터의 탄생으로 이어질 것이라고 믿는다. 

새로운 토포컨덕터로 만들어진 큐비트는 더 빠르고, 더 안정적이며, 더 작습니다. 크기가 1/100밀리미터에 불과하여 백만 큐비트 프로세서 구현에 대한 확실한 길을 열어줍니다.

나약은 "양자 공간에서 하는 모든 일은 백만 큐비트에 도달할 수 있는 경로를 갖춰야 합니다. 그렇지 않으면 우리가 연구하는 데 있어 정말 중요한 문제들을 해결할 수 있는 규모에 도달하기 전에 한계에 부딪힐 것입니다."라고 말했습니다. "우리는 실제로 백만 큐비트에 도달하는 경로를 찾아냈습니다."

나델라는 "손바닥 안에 들어갈 만큼 작으면서도 지구상의 모든 컴퓨터를 합쳐도 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 칩을 상상해 보세요!"라고 썼습니다. 

나델라는 마이크로소프트가 생산성 향상에 집중하는 이유는 생산성이 경제 성장을 촉진하고 모든 분야와 전 세계에 이익을 가져다주기 때문이라고 재차 강조했습니다. 그는 "기술을 과대광고하는 것이 아니라, 이라고 썼습니다.

토포컨덕터에 대한 자세한 정보 

위상전도체(또는 위상 초전도체)는 고체, 액체, 기체가 아닌 완전히 새로운 물질 상태인 위상학적 상태를 만들어냅니다. 이는 기존 방식에서 요구되는 단점 없이 더 나은 큐비트를 구현할 수 있다는 점에서 획기적인 발견입니다. 

수요일에 네이처(Nature)지에 발표된 새로운 논문에 따르면, 마이크로소프트 연구진은 위상 큐비트의 특이한 양자적 특성을 만들어냈을 뿐만 아니라, 이를 정확하게 측정하는 데에도 성공했는데, 이는 실용적인 컴퓨팅에 있어 매우 중요한 단계입니다.

해야 했는데 개발 , 이 소재의 상당 부분은 마이크로소프트가 원자 하나하나를 직접 조립한 것이었다. 또한 마요라나라고 불리는 새로운 양자 입자를 만들어내고 그 고유한 특성을 활용하여 차세대 양자 컴퓨팅을 달성해야 했다. 

마요라나 1에 탑재된 세계 최초의 위상 코어는 안정성을 높이기 위해 하드웨어 수준에서 오류 방지 기능을 갖추는 등 신뢰성 확보에 특별한 주의를 기울였습니다.

상업적으로 중요한 응용 분야에서는 백만 개의 큐비트에 대한 수조 번의 연산이 필요하지만, 현재 기술로는 각 큐비트의 정밀한 아날로그 제어에 의존하기 때문에 이것이 불가능합니다. 

이번 최신 성과는 마이크로소프트가 수년 전 위험 부담이 크지만 그만큼 보상도 큰 과학적, 공학적 도전 과제인 위상 큐비트 설계에 착수하기로 한 결정이 옳았음을 입증하는 것입니다. 마이크로소프트는 오늘날 100만 개까지 확장 가능한 8개의 위상 큐비트를 갖춘 칩을 개발했습니다.

마이크로소프트가 퀀티넘(Quantinuum) 및 아톰 컴퓨팅(Atom Computing)과 협력하여 업계 최초의 안정적인 양자 컴퓨터를 개발한 것은 바로 작년 일이었다.

양자 컴퓨터는 특히 인공지능과 더 많은 수의 안정적인 큐비트로 구동되는 새로운 양자 시스템을 결합할 가능성을 고려할 때 중요한 기회를 제공합니다. 오늘날 마이크로소프트의 Azure Quantum은 고객이 인공지능 컴퓨팅과 양자 플랫폼을 활용하여 과학적 발견을 발전시킬 수 있도록 지원하는 통합 솔루션 제품군을 제공합니다.

이는 중요한 돌파구이지만, 양자 컴퓨팅에서 다음 단계로 나아가기 위해서는 백만 개 이상의 큐비트를 제공하고 수조 개의 빠르고 안정적인 연산을 수행할 수 있는 양자 아키텍처가 필요할 것입니다. 

마이크로소프트에 따르면, 토포컨덕터의 발명으로 이러한 일이 수십 년이 아닌 몇 년 안에 실현될 수 있게 되었습니다. 과학자들은 기술 발전으로 양자 역학을 극복하게 되면 자연의 청사진에 접근할 수 있게 되고, 이를 인공지능에 학습시킬 수 있을 것이라고 믿습니다.