슈퍼컴퓨터 1만3천배…구글 '윌로우', 세계 최초 검증 가능한 양자우위 달성 작성일 10-23 46 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">네이처, 구글 퀀텀 AI의 '양자 에르고디시티 경계' 실험 논문 게재</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="u0PLP4Zvj7"> <p contents-hash="d9c1172e45f0d710eb1509aadffa5862dfcb673a6250654b5af1f109c2fafd4e" dmcf-pid="7pQoQ85Tju" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=남혁우 기자)구글이 105큐비트 양자 프로세서 '윌로우(Willow)'를 이용해 슈퍼컴퓨터로 3.2년이 걸릴 연산을 단 2시간 만에 완료하며 약 1만3천배의 계산 속도 차를 입증했다.</p> <p contents-hash="349d9034c6b01d9a9ef08f474b57a830395adef4d1b82c6afc3b1786d6f6a147" dmcf-pid="zUxgx61yoU" dmcf-ptype="general">구글은 이번 성과가 세계 최초의 '검증 가능한 양자 우위' 사례라며 양자컴퓨터 상용화를 향한 가시적인 진전이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="8db3fa35e1475aa5167fcacad0bda5611ea2be07c29f3584e3340220c8f2372d" dmcf-pid="quMaMPtWap" dmcf-ptype="general">22일 국제학술지 네이처(Nature)는 구글 퀀텀 AI 연구진이 발표한 논문 '양자 에르고디시티 경계에서의 건설적 간섭 관찰(Observation of constructive interference at the edge of quantum ergodicity)'을 게재했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="b64ac471feb0dccbf8afe5d2c73032fa6727989cb5abd0e8b594a18a045befca" dmcf-pid="B7RNRQFYA0" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="구글에서 공개한 퀀텀 에코스 알고리즘 구현 방식(이미지=구글)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/ZDNetKorea/20251023092313931nuvj.gif" data-org-width="640" dmcf-mid="WbLpGyaegQ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/ZDNetKorea/20251023092313931nuvj.gif" width="640"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 구글에서 공개한 퀀텀 에코스 알고리즘 구현 방식(이미지=구글) </figcaption> </figure> <p contents-hash="9715f07d0fde37f76fc30c540d9632ae5a3b0153776250b1189dff1125f17915" dmcf-pid="bzejex3GN3" dmcf-ptype="general">이번 연구에서 구글 퀀텀 AI는 '시간 비순서 상관함수(OTOC)'라는 복잡한 양자 상관관계를 측정하는 실험을 수행했다. </p> <p contents-hash="3e4f8630b4e08aa9c3b82f4c9089d3c9fbf4d6aa842496f5b3f85b348f5d8ce9" dmcf-pid="KqdAdM0HjF" dmcf-ptype="general">OTOC는 양자 입자들이 시간에 따라 얼마나 얽히고 퍼지는지를 보여주는 지표로 양자 혼돈의 정도를 평가해 양자컴퓨터의 성능 한계와 안정성을 측정하는 핵심 도구로 활용된다.</p> <p contents-hash="8f4bd245861d614c1350d4e1c2a8e051a68829c42522dc81d2e8ee4bbdc8b121" dmcf-pid="9BJcJRpXgt" dmcf-ptype="general">이를 측정하기 위해 연구진은 '퀀텀 에코스(Quantum Echoes)'라는 새로운 알고리즘을 적용했다. 이 알고리즘은 정방향 진화, 교란, 역방향 연산, 측정의 4단계 과정을 거쳐 양자 정보가 사라지기 전 다시 되살아나는 순간을 포착하도록 설계된 것이 특징이다.</p> <p contents-hash="cc685551266ce9820f3e83cc7cc1fe20d578ef2e174549506ea63831240ab64e" dmcf-pid="2bikieUZc1" dmcf-ptype="general">특히 OTOC 계산은 큐비트 수가 많아질수록 계산량이 기하급수적으로 증가해 기존 슈퍼컴퓨터로는 시뮬레이션 자체가 거의 불가능하다.</p> <p contents-hash="fec2d9c135b74b24d6ad48d7ba5e0b04e94eec987e195a5d04328d29e591b330" dmcf-pid="VKnEndu5A5" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 양자 프로세서로 직접 실험해 결과를 얻었으며 동일 계산을 슈퍼컴퓨터 '프론티어(Frontier)'에서 처리할 경우 약 3.2년이 걸릴 것으로 추정했다. 구글의 105큐비트 양자 프로세서 윌로우는 단 2.1시간 만에 같은 계산을 수행하며 약 1만3천배의 속도 차를 보였다.</p> <p contents-hash="b6f7795f7b2b3f86fbcf0aaf6f08085034cff3350b0781ac2be3c9837db4e2df" dmcf-pid="f9LDLJ71NZ" dmcf-ptype="general">구글 퀀텀 AI 창립자 겸 총괄 책임자인 하트무트 네벤(Hartmut Neven)은 "양자컴퓨터가 실제로 검증 가능한 알고리즘을 슈퍼컴퓨터보다 빠르게 수행한 것은 역사상 처음"이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="65859fc57b9cf3ddd3187ddbb2b804ebe0a0ecae9207e9fbea48647c62272590" dmcf-pid="4VgrgnqFcX" dmcf-ptype="general">프론티어는 미국 오크리지국립연구소(ORNL)에 설치된 슈퍼컴퓨터로 초당 1.353엑사플롭스(EFLOPS)의 연산 성능을 기록하며 현재 세계 2위를 차지하고 있다.</p> <p contents-hash="83a4bd4684f4faedd3ca8b600252a4cefeeb713b79ff131d960e7a47ced838ff" dmcf-pid="8famaLB3aH" dmcf-ptype="general">현재 1위인 엘 캐피탄(El Capitan)의 성능은 1.742엑사플롭스로 프론티어보다 약 29% 더 빠르다. 구글의 양자 프로세서와 비교하면 두 슈퍼컴퓨터 모두 상당한 성능 격차를 보이는 셈이다.</p> <p contents-hash="daf79cd08ef27d19fe35e632268d756411a735a91b7d93c444ab3d476372c0c9" dmcf-pid="64NsNob0cG" dmcf-ptype="general">구글이 비교 대상으로 엘 캐피탄이 아닌 프론티어를 선택한 이유는 논문 작성 시점인 2024년 말에서 2025년 초 당시 엘 캐피탄이 아직 정식 가동 전 단계였기 때문이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="553c7d7bae866dccd89dac3788ac77c08b0ba4728db17d9837353ed4271de65c" dmcf-pid="P8jOjgKpaY" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="구글퀀텀AI의 105큐빗 양자프로세서 '윌로우'(이미지=구글)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/ZDNetKorea/20251023092315487nrgx.png" data-org-width="640" dmcf-mid="UaPLP4ZvNz" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/23/ZDNetKorea/20251023092315487nrgx.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 구글퀀텀AI의 105큐빗 양자프로세서 '윌로우'(이미지=구글) </figcaption> </figure> <p contents-hash="58b8761c3a7fee31ea049696c17ca3ac4e4807f86709adeab5fa8dfbd565c9f9" dmcf-pid="Q6AIAa9UNW" dmcf-ptype="general">이번에 구글이 관측한 '양자 에르고디시티 경계'는 양자계에서 일어난 특정한 사건이 완전히 사라지기 직전 단계를 뜻한다. 일반적으로 양자 입자들은 서로 얽혀 상호작용하면서 시간이 지날수록 그 정보가 점점 퍼져나가 초기 상태를 복원하기 어렵게 된다. 이처럼 정보가 완전히 무작위로 확산된 상태를 '에르고딕(ergodic)' 상태라고 부른다.</p> <p contents-hash="be969bff867a72d10d8110c5291451130ad9ed4375581f9a3823f2bcfa043ad4" dmcf-pid="xPcCcN2ujy" dmcf-ptype="general">구글은 이러한 혼돈이 완전히 퍼지기 전 양자 입자들 사이에서 특정한 간섭 현상이 생기며 일부 정보가 되살아나는 순간을 포착했다고 밝혔다. 이 현상은 이론적으로는 예측돼 있었지만 실제 실험을 통해 확인된 것은 이번이 처음이다.</p> <p contents-hash="ae0810b87cfa56fa5452d5370619b1436207f800f5c052f59335369acb4dfb35" dmcf-pid="yvufu0OckT" dmcf-ptype="general">연구팀은 이번 연구가 단순히 새로운 현상을 발견한 데 그치지 않고 양자의 얽힘이 완전히 붕괴해 정보가 사라지기 전 단계에서 이를 측정할 수 있는 최적의 조건과 시점을 규명한 것이라고 강조했다.</p> <p contents-hash="13688d37ea49ef43b19e32f2ad705f9f924a162303e7d11421be89365c017b59" dmcf-pid="WT747pIkov" dmcf-ptype="general">이는 양자 정보가 사라지는 과정을 제어하거나 늦출 수 있는 단서를 제시하는 것이다. 이를 통해 향후 큐비트의 안정성을 높이고 계산 효율을 개선하는 데 활용될 수 있다는 설명이다.</p> <p contents-hash="421f19f5e82f2fde12dc2e8a1a1a05464b553beb7182bf1e9f4229740ac5a01b" dmcf-pid="Yyz8zUCEcS" dmcf-ptype="general">또한 구글은 미국 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스(UC Berkeley)와 협력해 퀀텀 에코스 알고리즘을 실제 과학 연구에 적용하는 실험을 진행했다. 연구진은 15개 원자로 구성된 분자와 28개 원자로 이루어진 분자의 구조를 계산했으며 그 결과는 기존 핵자기 공명(NMR) 분석과 정확히 일치하는 것으로 나타났다. </p> <p contents-hash="372be795126d8035faab72e48d677eee541f5fc5bd34bf783ddc711fd3a2b5ea" dmcf-pid="GWq6quhDkl" dmcf-ptype="general">특히 이번 실험에서는 기존 NMR로는 포착하기 어려운 세부 분자 구조 정보까지 도출돼 양자컴퓨터가 과학 연구의 정밀 측정 도구로 활용될 수 있음을 보여줬다.</p> <p contents-hash="3574edbc57f4c3aea43aecfe854375e0a87b307c2a256cd63e2327fbe5d8cd45" dmcf-pid="HYBPB7lwAh" dmcf-ptype="general">구글은 이를 통해 윌로우 양자칩이 단순한 계산 속도 시연을 넘어 실제 과학적 데이터 분석 도구로 검증됐다고 설명했다. 이는 향후 양자컴퓨터가 신약 개발, 신소재 설계, 화학 반응 예측 등 현실 연구에 직접 적용될 가능성을 입증한 결과로 평가된다.</p> <p contents-hash="62468ab9cb637b77aa0a612eb443d8ca5a9f2c937684b9dc45ac0ed8e2f74f45" dmcf-pid="XGbQbzSrkC" dmcf-ptype="general">하트무트 네벤 총괄은 "이번 실험은 세계 최초의 검증 가능한 양자 우위 사례"라며 "이를 통해 양자컴퓨터가 단순한 속도 경쟁을 넘어 분자·자성체·블랙홀 등 복잡한 물리 시스템의 구조를 학습하고 예측할 수 있는 단계로 진입했음을 보여준다"고 말했다.</p> <p contents-hash="73bee1b5c52d11c45244137b2d5452203a6895a8e362fda24ae880be71cb2cf1" dmcf-pid="ZHKxKqvmoI" dmcf-ptype="general">이어 "망원경이나 현미경이 인간의 시야를 넓혔듯 양자컴퓨터는 이제 자연 현상의 미시적 구조를 관찰하고 분석하는 새로운 과학 도구로 발전할 것"이라며 "이번 연구를 계기로 구글은 의약, 신소재, 에너지 등 실제 산업 분야에서 양자기술의 응용 가능성을 넓혀갈 것"이라고 덧붙였다.</p> <p contents-hash="3f7b72d891f56cbbea73fcf3c6f1b201f85961c1787c62d2a01c026bf7f2fc9f" dmcf-pid="5X9M9BTsNO" dmcf-ptype="general">남혁우 기자(firstblood@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 다정하고 훈훈해…BTS 지민, 아이돌 개인 브랜드평판 1위 10-23 다음 [AI 리더스] 페더레이션 "기술 아닌 문제를 봤다"…AI로 낡은 무역업에 '도전' 10-23 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
