[디지털데일리 권하영기자] 아마존웹서비스(AWS)는 캘리포니아공과대학(California Institute of Technology)의 AWS 양자 컴퓨팅 센터 팀이 개발한 새로운 양자 컴퓨팅 칩 오셀롯(Ocelot)을 28일 발표했다.

이 칩은 기존 접근 방식 대비 양자 오류 정정 구현 비용을 최대 90%까지 줄일 수 있으며, 현존 컴퓨터로는 풀 수 없는 상업적·과학적으로 중요한 문제 해결을 위한 내결함성(fault-tolerant) 양자 컴퓨터 개발에 큰 진전을 이룰 것으로 기대된다.

양자 컴퓨터의 오류 정정은 실용화를 위한 핵심 과제다. 양자 컴퓨터는 외부 환경의 작은 변화에도 민감해 진동, 열, 전자 기기의 신호 등으로 인해 오류가 발생할 수 있다. 이를 방지하려면 여러 큐비트에 걸쳐 양자 오류를 정정하는 기술이 필요하지만, 기존 방식은 큐비트를 대량으로 요구해 비용이 매우 높았다.

이에 AWS는 오셀롯 아키텍처의 설계 단계서부터 오류 정정 기능을 내장하고 ‘고양이 큐비트(cat qubit)’를 활용하는 새로운 방식을 채택했다. ‘슈뢰딩거의 고양이’ 사고 실험에서 이름을 따 온 고양이 큐비트는 비트 반전 오류(bit-flip error)를 자체적으로 억제해 오류 정정을 위한 자원을 크게 절감한다.

AWS 연구원들은 오셀롯을 활용해 고양이 큐비트 기술과 추가 양자 오류 정정 구성 요소를 최초로 마이크로칩에 결합했다. 이 마이크로칩은 반도체 산업에서 차용한 제조 공정을 사용하여 확장 가능한 방식으로 제조할 수 있다.

AWS 연구팀의 실험 결과에 따르면, 오셀롯은 ‘비트 반전 시간(bit-flip times)’이 1초에 근접하는 성능을 보여줬는데, 이는 기존 초전도 큐비트보다 약 1000배 더 긴 수명을 의미한다. 또한 ‘위상 반전 시간(phase-flip times)’은 20마이크로초를 기록했으며, 이는 양자 오류 정정에 충분한 수준이다.

한편, AWS는 네이처(Nature) 학술지를 통해 오셀롯에 대한 연구 결과를 발표했다.