"퀀텀(양자) 시스템의 내부는 마치 선(禪)과 같은 공간이다. 조용하고 어둡고 지구 자기장도 없고, 오직 퀀텀 신호만이 살아 있다."
구글이 19일(현지시간) 미국 캘리포니아주 샌타바버라에 마련한 '퀀텀 AI(인공지능) 캠퍼스'에서 미디어를 상대로 가상 투어를 진행한 구글의 수석 퀀텀 엔지니어 에릭 루세로는 퀀텀 컴퓨터 내부를 이렇게 묘사했다.

양자 컴퓨터는 현재의 슈퍼컴퓨터보다 월등하게 빠르고 효율적으로 연산을 처리하고, 슈퍼컴퓨터는 풀지 못한 과제를 풀어줄 미래의 기술로 여겨지고 있다.

양자 역학의 원리인 얽힘과 중첩을 이용해 연산을 하는 것이 특징이다.

구글 외에도 IBM과 마이크로소프트, 인텔 등 세계적 정보기술(IT) 기업들이 이를 연구하는 중이다. 구글은 양자 컴퓨터 개발에서 선도적 위치에 선 것으로 평가되고 있다.

2019년에는 슈퍼컴퓨터로 1만년 걸리는 연산을 수백초 만에 푸는 양자 컴퓨터 '시커모어'를 개발해 양자 컴퓨터가 기존의 컴퓨터의 성능을 앞질러 우위에 서는 '양자 우위'에 도달했다고 발표하기도 했다.

퀀텀 AI 캠퍼스는 구글이 퀀텀 컴퓨터를 설계·제작하는 산실로, 이날 공개된 퀀텀 컴퓨터는 성인 2명이 양팔로 끌어안을 수 있는 크기의 금속 통의 모습이었다. 통의 상부에는 수많은 케이블이 연결돼 있었고, 이 통 주변으로는 컴퓨터 서버 같은 각종 전자장치가 즐비하게 늘어서 있었다.

루세로 엔지니어는 이 금속 통이 퀀텀 시스템이 작동하도록 하기 위한 일종의 냉장고라고 설명했다. 구글은 초전도 방식의 퀀텀 컴퓨터를 채택했는데 이는 초저온 상태에서 안정적으로 돌아가기 때문이다.

루세로 엔지니어는 구글의 퀀텀 컴퓨터가 10밀리켈빈(mK)에서 작동하도록 설계됐다고 설명했다. 이는 섭씨 영하 273.4도에 해당하는 초저온으로, 우주 공간의 온도인 4켈빈(영하 269.15도)보다도 더 추운 것이다. 압축된 헬륨 가스를 주입해 금속 통 내부를 냉각한다.

실제 아직 조립 중인 퀀텀 컴퓨터 내부를 보면 여러 단(段)으로 나뉘어 설계돼 있는데 그 맨 아래 단에 퀀텀 프로세서를 장착한다.

또 금속 통은 통 안에 다른 통이 들어가는 방식으로 총 6겹 구조로 돼 있다. 가장 안쪽의 통은 구리로 돼 있지만 그 바깥의 통은 알루미늄 소재다.

루세로 엔지니어는 "알루미늄이 초전도성이 있다는 점을 이용해 초전도성 퀀텀 비트(큐비트·양자 컴퓨터의 정보처리 단위)가 우리의 퀀텀 프로세서를 구성하도록 했다"고 설명했다.

초전도성이란 전자가 아무런 저항 없이 자유롭게 움직이는 상태를 말하는데 알루미늄이 초전도성을 띠려면 이런 극저온 상태여야 한다.'

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장인수 기자 다른기사 보기