마이크로소프트, 새 양자 칩 마요라나 2가 전작보다 1,000배 안정적이라고 주장

마이크로소프트의 주장: 큐비트가 밀리초에서 20초로 버틴다

• 마이크로소프트가 새 양자 칩 마요라나 2를 공개하면서, 전작보다 신뢰성이 1,000배 좋아졌다고 주장함

  • 핵심 수치는 큐비트 유지 시간임. 마요라나 1에서는 밀리초 단위였는데, 마요라나 2에서는 평균 20초까지 버틴다고 설명함
  • 회사는 이 차이를 “매일 충전해야 하는 폰”과 “몇 년에 한 번 충전하면 되는 폰”의 차이에 비유함. 과장 섞인 마케팅 같지만, 안정성 문제가 워낙 큰 분야라 숫자 자체는 눈에 띔

• 양자 컴퓨터에서 큐비트는 계산의 기본 단위인데, 문제는 너무 불안정하다는 점임

  • 지금 컴퓨터가 못 푸는 거대한 계산 문제를 풀 수 있다는 기대는 큐비트에서 나오지만, 큐비트가 쉽게 깨지면 계산을 이어갈 수가 없음
  • 그래서 “큐비트가 얼마나 오래 안정적으로 버티느냐”는 양자 컴퓨팅에서 그냥 스펙 하나가 아니라 실용화 가능성을 가르는 핵심 지표임

그런데 아직 검증은 끝나지 않았다

• 이번 발표가 곧바로 “마이크로소프트가 양자 컴퓨터 경쟁에서 이겼다”는 뜻은 아님

  • 회사가 연구 전체 데이터를 공개하지 않고, 상업적 기밀을 이유로 세부 내용을 제한적으로만 공유하고 있기 때문임
  • 발표와 함께 나온 논문도 아직 동료 평가를 거치지 않았고, BBC가 만난 과학자들도 더 많은 정보가 필요하다는 입장임

• 마이크로소프트의 마요라나 기반 양자 연구에는 뼈아픈 전력이 있음

  • 2018년에 네이처에 마요라나 증거를 찾았다는 논문을 냈다가 나중에 철회한 적이 있음
  • 당시 한 물리학자는 마이크로소프트의 양자 연구가 “과학에서 믿음의 영역으로 넘어갔다”고 비판하기도 했음. 꽤 센 말임

• 마이크로소프트는 이번에는 미국 국방고등연구계획국의 양자 개발 프로그램 최종 단계에 참여하고 있다고 설명함

  • 이 프로그램은 회사의 실용 규모 양자 컴퓨터 개념을 검증하고 확인하는 목적을 갖고 있음
  • 마이크로소프트는 상업적으로 민감한 자료까지 포함해 모든 데이터와 작업 내용을 공유했다고 밝힘

기술적으로 뭐가 달라졌나

• 마요라나 2는 전작과 같은 원리를 쓰지만, 일부 재료 선택이 달라졌다고 함

  • 연구진은 초전도체를 알루미늄에서 납으로 바꿨고, 이 변화가 성능 개선의 한 요소라고 설명함
  • 흥미로운 건 이 아이디어를 인공지능(AI)이 아니라 인간 과학자들이 냈다는 대목임. 회사는 AI를 연구 개선과 속도 향상에 쓰고 있지만, 결정적 재료 변경은 사람의 판단이었다고 말함

• 마이크로소프트의 접근은 이론상으로만 존재하던 마요라나 준입자의 성질을 활용하는 쪽임

  • 이 개념은 1930년대 이탈리아 물리학자 에토레 마요라나가 예측한 것으로, 일반적인 물질 상태와 다른 특성을 이용해야 함
  • 액체, 고체, 기체 같은 익숙한 상태가 아니라 새로운 물질 상태를 다뤄야 해서, 하드웨어 난이도가 꽤 높음

• 외부 전문가들은 “주장이 맞다면”이라는 단서를 강하게 붙이고 있음

  • 서리대의 폴 스티븐슨 교수는 연구가 실제로 주장에 부합한다면 3년 타임라인도 그럴듯하다고 봄
  • 성공하면 생산용 양자 컴퓨터가 없는 플레이어에서, 차세대 오류 내성 양자 기계 경쟁의 진지한 참가자로 점프할 수 있다는 평가임

왜 개발자들이 봐야 하나

• 마이크로소프트는 3년 안에 상업적으로 유용한 문제를 푸는 양자 컴퓨터를 기대하고 있음

  • 예시로는 미세 플라스틱 제거, 영구 화학물질 처리, 더 나은 비료 개발 같은 문제가 언급됨
  • 이런 문제들은 전통적인 방식으로는 15년, 20년, 30년씩 걸릴 수 있는 영역이라, 계산 시간을 줄이는 것 자체가 산업적으로 큰 의미를 가짐

• 다만 지금 당장 개발자가 양자 알고리즘을 서비스에 붙일 단계는 전혀 아님

  • 현재 칩이 12큐비트라는 점을 보면, 실용 규모까지는 하드웨어·오류 보정·검증 모두에서 큰 도약이 필요함
  • 그래도 클라우드, 보안, 재료과학, 최적화 쪽에서는 양자 컴퓨팅이 실제 업무 의사결정에 들어오는 시점이 언제인지 계속 봐야 함

• 구글 딥마인드 공동창업자 데미스 허사비스는 고전 컴퓨터의 한계가 어디인지 아직 모른다고 말함

  • 이 말은 양자 컴퓨터가 무조건 기존 컴퓨팅을 대체한다는 얘기가 아니라, 고전 컴퓨터와 양자 컴퓨터의 역할 분리가 아직 진행 중이라는 뜻에 가까움
  • 결국 중요한 건 “양자가 모든 걸 바꾼다”가 아니라 “어떤 문제에서 고전 컴퓨터보다 확실히 낫다는 걸 증명하느냐”임

---

기술 맥락

• 이번 선택의 핵심은 마이크로소프트가 일반적인 초전도 큐비트 경쟁을 그대로 따라가기보다, 마요라나 기반 큐비트라는 더 어려운 길을 계속 밀고 있다는 점이에요. 이유는 단순해요. 큐비트가 덜 흔들리면 오류 보정 부담이 줄고, 장기적으로 더 큰 양자 컴퓨터를 만들 가능성이 생기거든요.

• 재료를 알루미늄에서 납으로 바꾼 것도 그냥 소재 교체가 아니에요. 양자 칩에서는 재료의 미세한 특성이 큐비트 안정성과 바로 연결돼서, 어떤 초전도체를 쓰느냐가 전체 성능의 병목이 될 수 있어요. 기사에서 인간 과학자가 이 아이디어를 냈다고 강조한 것도 이 결정이 꽤 근본적인 연구 판단이었기 때문이에요.

• 다만 현재 12큐비트에서 수백만 큐비트로 가야 한다는 간극은 엄청 커요. 평균 20초 유지 시간이 사실이어도, 그 큐비트를 대량으로 만들고 제어하고 오류를 보정하는 문제는 또 다른 레벨이거든요. 그래서 이번 발표는 실용화 완료가 아니라, 실용화로 가는 하드웨어 신호가 하나 나왔는지 검증해야 하는 단계로 보는 게 맞아요.

• 과학계가 신중한 이유도 여기에 있어요. 마이크로소프트는 과거 마요라나 증거 논문을 철회한 적이 있어서, 이번에도 공개 논문과 독립 검증이 중요해요. 회사가 미국 국방고등연구계획국에 민감한 자료까지 공유했다고 하지만, 개발자 입장에서는 외부 재현성과 동료 평가가 나오기 전까지는 “흥미로운 주장” 정도로 잡아두는 게 현실적이에요.