AWS, 양자 칩 ‘오셀롯’ 공개...오류 정정 비용 90%↓

AWS “오셀롯이 양자컴퓨팅 상용화 5년 앞당길 것”

‘고양이 큐비트’로 오류 정정 자원 절감

[녹색경제신문 = 문슬예 기자] 아마존웹서비스(Amazon Web Services, AWS)가 자체 개발한 첫 양자 컴퓨팅 칩 ‘오셀롯(Ocelot)’을 공개했다. 기존 대비 양자 오류 정정 구현 비용을 최대 90%까지 줄였다는 설명이다.

AWS는 28일 캘리포니아공과대학(California Institute of Technology)의 AWS 양자 컴퓨팅 센터 팀이 새로운 양자 컴퓨팅 칩 오셀롯을 개발했다고 밝혔다.

AWS에 따르면 오셀롯은 기존 접근 방식 대비 양자 오류 정정 구현 비용을 최대 90%까지 줄일 수 있다.

양자 컴퓨터는 외부 환경의 작은 변화에도 취약해 큐비트(qubit)가 양자 상태를 잃고 오류를 일으키기 쉽다. 이를 해결하기 위해 다수의 큐비트를 활용한 양자 오류 정정 기술이 필수적이지만, 기존 방식은 막대한 큐비트를 요구해 비용이 많이 들었다.

AWS는 이러한 문제를 극복하기 위해 설계 단계부터 오류 정정 기능을 내장하고 ‘고양이 큐비트(cat qubit)’를 활용하는 방식을 채택했다고 설명했다.

‘슈뢰딩거의 고양이’ 사고 실험에서 이름을 따 온 고양이 큐비트는 비트 반전 오류(bit-flip error)를 자체적으로 억제해 오류 정정에 필요한 자원을 획기적으로 낮춘다. AWS 연구팀은 오셀롯을 통해 고양이 큐비트 기술과 추가 오류 정정 구성 요소를 최초로 하나의 마이크로칩에 담았다. 해당 칩은 반도체 산업의 제조 방식을 활용해 대량 생산이 가능하다는 설명이다.

AWS는 오셀롯이 현존 컴퓨터로는 풀 수 없는 상업적·과학적 문제 해결을 위한 내결함성(fault-tolerant) 양자 컴퓨터 개발을 앞당길 핵심 기술이라고 주장했다.

오스카 페인터(Oskar Painter) AWS 퀀텀 하드웨어 디렉터는 “오셀롯은 실용적이고 안정적인 양자 컴퓨터를 위한 중요한 이정표가 될 것”이라며 “오셀롯 아키텍처로 만들어진 양자 칩은 오류 정정에 필요한 자원이 큰 폭으로 줄어 비용이 기존 방식의 5분의 1 수준”이라고 말했다.

이어 “이는 실용적인 양자 컴퓨터의 등장을 최대 5년 앞당길 것”이라고 덧붙였다.

한편, 오셀롯은 약 1cm² 크기의 두 개 실리콘 마이크로칩으로 구성되며, 전기적으로 연결된 칩 스택 형태를 이룬다. 칩 표면에는 초전도 물질인 탄탈륨(Tantalum)의 얇은 필름이 배치돼 양자 회로를 형성한다.

오셀롯에는 9개의 큐비트가 탑재된 것으로 알려졌다. 해당 칩은 14개의 핵심 구성 요소로 이뤄져 있으며, 5개의 데이터 큐비트(고양이 큐비트), 이를 안정화하는 5개의 버퍼 회로, 오류 감지를 위한 4개의 추가 큐비트를 포함한다.

AWS 연구팀에 따르면 오셀롯은 비트 반전 시간(bit-flip times)이 약 1초로 기존 초전도 큐비트보다 1000배 긴 수명을 기록한 것으로 알려졌다. 위상 반전 시간(phase-flip times)은 20마이크로초로 이는 오셀롯이 오류 정정 자원을 줄이면서도 안정적인 계산을 가능하게 한다는 점에서 유의미하다는 평가다.

문슬예 기자 lycaon@greened.kr

▶ 기사제보 : pol@greened.kr(기사화될 경우 소정의 원고료를 드립니다)

▶ 녹색경제신문 '홈페이지' / '페이스북 친구추가'