[서학!스타] ‘4나인 돌파’…아이온큐, 두 큐비트 게이트 성능 “세계 신기록 달성”

[CBC뉴스] 양자컴퓨팅 기술 기업 아이온큐(IonQ, NYSE: IONQ)가 두 큐비트 게이트 성능에서 99.99%의 정밀도(피델리티)를 달성하며 세계 신기록을 세웠다고 21일(현지시간) 밝혔다. 이번 결과는 양자컴퓨팅 역사상 처음으로 ‘4나인(99.99%)’을 넘긴 성과라는 사측 설명이다.

양자컴퓨터의 성능은 두 큐비트 간의 연산 정확도를 나타내는 ‘두 큐비트 게이트 피델리티(two-qubit gate fidelity)’에 의해 크게 좌우된다. 피델리티가 높을수록 오류가 줄어들고, 복잡한 알고리즘을 안정적으로 실행할 수 있다. 아이온큐는 자사의 독자적인 전자 큐비트 제어(Electronic Qubit Control, EQC) 기술을 활용해 99.99% 피델리티를 달성했으며, 이는 2024년 옥스퍼드 아이오닉스(현재 아이온큐의 자회사)가 기록한 99.97%를 뛰어넘는 수치다.

아이온큐는 이번 성과를 통해 2030년까지 수백만 개의 큐비트로 확장 가능한 하드웨어 성능 기반을 확보했다고 밝혔다. 이는 양자 오류 정정 기술을 통한 대규모 상용 양자컴퓨터 구현에 한층 가까워졌음을 의미한다.

특히 이번 기록 달성은 아이온큐의 기술 로드맵을 크게 앞당길 전망이다. 높은 피델리티는 몇몇 혁신적 이점을 제공한다.

첫번째로 오류 정정 성능 비약적 향상이다. 99.9%에서 99.99%로의 향상만으로 동일한 장치에서 성능이 100억 배(10¹⁰배) 개선될 수 있다.

복잡한 알고리즘 실행도 가능하다. 낮은 피델리티 환경에서는 불가능했던 고난도 연산이 가능해진다.

개발 속도 가속화도 가능하다는 설명이다. 물리적 큐비트 수가 줄어들어 대규모 시스템 구축이 빨라지고 비용 효율이 개선된다.

아이온큐는 연구소에서 개발 중인 256큐비트 시스템(2026년 공개 예정)의 기반 기술로 이번 EQC 시스템을 활용할 계획이다. 이 기술은 기존 레이저 대신 정밀 전자 제어를 사용해 큐비트를 조작하며, 반도체 공정으로 양자칩을 제조할 수 있는 점이 큰 강점이다.

아이온큐의 회장 겸 CEO인 니콜로 데 마시(Niccolo de Masi)는 “99.99% 피델리티 달성은 양자컴퓨팅 업계의 ‘북극성’이라 불리던 목표였다”며 “이번 성과로 상용화 가능한 내결함성 양자시스템의 시대가 한층 앞당겨졌다”고 말했다.

또한 옥스퍼드 아이오닉스 공동창립자 크리스 밸런스(Dr. Chris Ballance)는 “표준 반도체 공정으로 제작된 칩에서 99.99% 정확도를 넘었다는 것은 산업적으로 매우 큰 의미”라며 “이제 수백만 큐비트 확장과 상업적 응용이 본격화될 것”이라고 강조했다.

한편 아이온큐는 올해 들어 신약 개발 분야에서 최대 20배 빠른 양자 가속 성능, 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE)에서 최대 12% 성능 개선 등 실제 산업 적용 사례를 잇달아 발표했다. 또한 자율주행차 물체 인식과 인공지능(AI) 분야에서도 양자 응용 프로그램 개발을 진행 중이다.

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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 한동준 기자