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마이크로소프트(Microsoft)가 자사의 '빌드 2026(Build 2026)' 개발자 컨퍼런스에서 최신 위상 양자 컴퓨팅(Topological quantum computing) 프로세서인 '마조라나 2(Majorana 2)'를 공개했습니다. 이 새로운 칩은 양자 하드웨어 분야에서 상당한 진전을 나타내며, 마이크로소프트는 기존 세대의 양자 기술과 비교해 신뢰성이 1,000배 향상되었다고 주장하고 있습니다. 이번 발표는 상업적으로 실행 가능한 양자 컴퓨터를 개발하려는 회사의 장기적인 노력에 있어 또 다른 이정표가 될 것입니다.

가장 눈에 띄는 개선 사항 중 하나는 큐비트(Qubit)의 수명입니다. 전통적인 양자 시스템에서 큐비트는 환경적 간섭으로 인해 오류가 발생하기 전까지 대개 마이크로초(Microseconds) 동안만 안정적으로 유지되는 경우가 많습니다. 마이크로소프트는 마조라나 2가 평균 큐비트 수명을 약 20초까지 늘렸으며, 일부 큐비트는 최대 1분 동안 안정성을 유지한다고 밝혔습니다. 이러한 개선은 오류 수정이 필요해지기 전까지 양자 프로세서가 수행할 수 있는 연산의 수를 극적으로 증가시킬 수 있습니다. 회사는 이 진전을 스마트폰 배터리 수명을 단 하루에서 단 한 번의 충전으로 거의 3년 동안 지속되도록 늘린 것에 비유하며, 안정성과 신뢰성 면에서 이루어낸 개선의 규모를 설명했습니다. 더 긴 결맞음 시간(Coherence times)은 실용적인 대규모 양자 컴퓨터를 구축하기 위한 가장 중요한 요구 사항 중 하나로 여겨집니다.

이러한 돌파구에 크게 기여한 요인은 프로세서 내부에 사용된 초전도체 물질의 변경입니다. 마이크로소프트는 기존 알루미늄 기반 초전도체에서 납(Lead) 기반 초전도 구조로 전환했습니다. 회사 측에 따르면, 이 새로운 물질은 우주선(Cosmic rays) 및 배경 방사선에 의해 유발되는 간섭을 포함하여 환경적 교란에 대해 더 나은 저항성을 제공합니다. 양자 상태를 더 효과적으로 차단함으로써, 이 아키텍처는 큐비트가 상당히 더 오랜 기간 동안 작동 가능한 상태를 유지하도록 해줍니다.

마조라나 2의 개발은 인공지능에 대한 마이크로소프트의 점진적인 투자로부터도 이점을 얻었습니다. 연구원들은 수십 년간 축적된 연구 데이터 내에서 대규모 데이터 세트를 분석하고 관계성을 식별하기 위해 에이전트 기반 시스템을 사용하는 AI 구동 과학 연구 환경인 '마이크로소프트 디스커버리(Microsoft Discovery)' 플랫폼을 활용했습니다. 마이크로소프트는 이 플랫폼이 기존의 연구 방법만으로는 식별하기 어려웠을 패턴과 연결 고리를 찾아냄으로써 개발을 가속화하는 데 도움이 되었다고 명시했습니다.

이러한 발전의 결과로, 마이크로소프트는 상업용 양자 컴퓨팅을 향한 자사의 로드맵이 상당히 앞당겨졌다고 믿고 있습니다. 회사는 이제 2029년까지 확장 가능한 양자 컴퓨팅 시스템을 사용할 수 있게 될 것으로 예상하고 있습니다. 이러한 시스템은 궁극적으로 헬스케어, 제약 개발, 식품 생산, 에너지 발전, 지속 가능성, 재료 과학 및 산업 최적화 분야의 문제를 해결하는 데 사용될 수 있습니다.

양자 컴퓨팅은 기술 개발에서 가장 도전적인 영역 중 하나로 남아 있습니다. 기존 프로세서와 달리, 양자 시스템은 근본적으로 다른 방식으로 정보를 처리하기 위해 양자 역학적 효과를 활용합니다. 대규모 배포는 아직 수년이 더 걸리겠지만, 마조라나 2와 같은 진전은 실용적인 양자 컴퓨팅이 이론적 연구에서 상업적 구현을 향해 꾸준히 나아가고 있음을 시사합니다.