양자 컴퓨팅의 새로운 지평: Nord Quantique의 혁신적인 접근 방식
Nord Quantique라는 양자 컴퓨팅 스타트업이 2031년까지 1,000개 이상의 논리 큐비트를 갖춘 상용 규모의 양자 컴퓨터 개발 계획을 발표하여 큰 파장을 일으키고 있습니다. 이들의 목표 달성은 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야에 지각 변동을 일으킬 잠재력을 가지고 있습니다. Nord Quantique는 자사의 컴퓨터가 기존 HPC 시스템보다 훨씬 작고 속도와 에너지 효율성 측면에서 뛰어난 성능을 제공하여 기존 HPC 시스템을 대체할 수 있다고 주장합니다.
에러 보정 기술의 혁신: 멀티모드 인코딩
Nord Quantique는 "테서랙트 코드"라는 기술을 통해 "멀티모드 인코딩"을 사용하여 에러 보정 기능을 강화합니다. 이 기술은 시스템 내의 각 물리적 캐비티가 하나 이상의 양자 모드를 나타낼 수 있도록 하여 복잡성이나 크기를 늘리지 않고도 중복성과 복원력을 효과적으로 높입니다. Nord Quantique의 CEO인 Julien Camirand Lemyre는 멀티모드 인코딩을 통해 물리적 큐비트의 수를 늘리지 않고도 뛰어난 에러 보정 기능을 갖춘 양자 컴퓨터를 구축할 수 있다고 설명합니다. 또한, 이러한 컴퓨터는 크기가 작고 실용적일 뿐만 아니라 에너지 소비량도 적어 에너지 비용이 중요한 HPC 센터에 매력적이라고 덧붙였습니다.
데이터 센터 통합을 위한 소형화 및 휴대성
Nord Quantique의 컴퓨터는 약 20제곱미터의 공간을 차지하여 데이터 센터 통합에 매우 적합합니다. 경쟁 플랫폼이 필요로 하는 1,000~20,000제곱미터와 비교하면 휴대성이 매우 뛰어나다는 것을 알 수 있습니다. 회사는 또한 크기가 작고 극저온 장치 및 제어 전자 장치에 대한 요구 사항이 낮기 때문에 상용 규모로 개발하기가 더 쉽다고 언급했습니다. 이는 물리적 인프라 확장의 병목 현상 없이 에러 보정 기능을 향상시키는 데 중요한 의미를 갖습니다.
뛰어난 안정성을 입증한 기술 데모
Nord Quantique의 시스템은 기술 데모에서 양자 정보의 측정 가능한 감쇠 없이 32개의 에러 보정 주기 동안 탁월한 안정성을 보여주었습니다. 싱가포르 국립 대학의 Yvonne Gao 조교수는 멀티모드 테서랙트 상태로 논리 큐비트를 인코딩하는 방식이 에러 보정을 해결하는 데 매우 효과적인 방법이며, 이러한 결과에 깊은 인상을 받았다고 말했습니다. 또한, 이는 상용 규모의 양자 컴퓨팅을 향한 업계의 여정에서 중요한 진전이라고 평가했습니다. 이러한 지지는 신뢰성을 높여주지만, 장기적인 신뢰를 위해서는 독립적인 검증과 재현성이 중요합니다.
암호 해독 능력과 에너지 효율성 주장
Nord Quantique는 자사의 시스템이 1MHz 속도로 120kWh의 에너지를 사용하여 RSA-830이라는 대표적인 암호화 문제를 단 한 시간 만에 해결할 수 있다고 주장합니다. 이는 기존 HPC 시스템이 9일 동안 약 280,000kWh의 에너지를 필요로 하는 것에 비해 에너지 요구량을 99%나 줄이는 것입니다. 초전도, 광자, 콜드 아톰, 이온 트랩과 같은 다른 양자 방식은 속도 또는 효율성 면에서 부족합니다. 예를 들어, 콜드 아톰은 20kW만 소비할 수 있지만 동일한 문제를 해결하는 데 6개월이 걸릴 수 있습니다.
주의해야 할 점: Post-selection의 영향
Nord Quantique의 에러 보정 데모에 사용된 Post-selection은 라운드당 12.6%의 데이터를 폐기해야 했습니다. 이는 안정성을 보여주는 데 도움이 되었지만, 실제 일관성에 대한 의문을 제기합니다. 양자 컴퓨팅에서 실험실의 획기적인 발전이 실제 배포로 이어지는 과정은 매우 복잡합니다. 따라서 에너지 절감 및 시스템 소형화에 대한 주장은 매우 인상적이지만, 독립적인 실제 검증이 필요합니다.
결론
Nord Quantique의 혁신적인 접근 방식은 양자 컴퓨팅 분야에 새로운 가능성을 제시하고 있습니다. 특히 멀티모드 인코딩 기술을 통한 에러 보정 능력 향상과 시스템 소형화는 상용화 가능성을 높이는 중요한 요소입니다. 하지만 실제 환경에서의 검증과 Post-selection 문제 해결은 앞으로 해결해야 할 과제입니다. Nord Quantique의 기술이 성공적으로 상용화된다면 고성능 컴퓨팅 분야에 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대됩니다.
