By AMIT KATWALA, WIRED UK

양자컴퓨터에는 한 가지 중대한 문제가 있다. 더 정확하게 말하자면, 매우 사소한 문제가 여럿 있다. 미래형 기기인 양자컴퓨터는 양자 불확실성의 힘 연결을 통해 금융 업계부터 의약품 개발까지 모든 영역의 혁신을 약속한다. 양자컴퓨터는 일반 노트북이나 스마트폰이 사용하는 비트와 달리 큐빗(qubit)을 사용한다. 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터보다 훨씬 더 빠른 속도로 작업을 처리하며, 자연적인 처리 과정 구현이 더 나을 수 있다는 의미이다.

구글, 마이크로소프트, IBM 등 테크 업계 대기업이 양자 기기 개발을 약속하지만, 양자컴퓨터는 모두 합쳐 소음이 있는 중간 규모의 양자(NISQ)에 복잡하게 얽혀 있다. 오늘날 양자 컴퓨터는 최소화된 환경적 개입 과정을 이탈할 수 있는 전문 기기이다. 오늘날 양자컴퓨터는 속도가 느린 소규모 장치인 데다가 정확하지도 않다. 즉, 지금은 쓸모없는 기기라는 의미이다.

소음이 있는 양자 컴퓨터 소프트웨어 개발에 나선 소수 스타트업 중 한 곳인 알고리즈밍(Algorithming) 공동 창립자이자 CEO인 사브리나 매니스칼코(Sabrina Maniscalco)는 양자컴퓨터의 문제를 바꾸기를 바란다. 매니스칼코는 “근거리 장비의 소프트웨어와 알고리즘은 유용한 산업용 애플리케이션 공개와 잠재적 역량 활용 제한을 해제할 핵심이다”라고 말했다.
 
알고리즈밍은 매니스칼코가 남아프리카공화국과 에든버러, 고향인 시칠리아에서 근무한 뒤 양자 정보학과 컴퓨팅, 논리 분야 교수로 부임한 헬싱키대학교의 연구로 탄생했다. 매니스칼코는 “알고리즈밍의 탄생은 소음이 매우 심한 초기 단계의 양자 컴퓨터를 위한 최고의 응용 프로그램을 찾기 위한 노력을 펼치면서 시작됐다”라고 말했다.

알고리즈밍은 소음 문제를 해결했다. 현재 양자컴퓨터에 영향을 미칠 소음 문제 대응 방법을 개발 중이다. 알고리즈밍이 해결하고자 하는 소음은 냉각 팬의 가동 소음이 아니라 중첩이라는 섬세한 상태에서 큐빗을 밀어낼 작은 환경 변화 문제이다. 큐빗은 0이나 1 둘 중 하나만 존재하지 않고 0과 1이 동시에 존재한다고 판단할 수 있어 양자컴퓨터의 강력한 성능을 지원하면서도 난제를 풀도록 완성한다.

알고리즈밍은 첨단화된 방식을 활용해 소음 모델을 형성하고 완화해 초기 단계의 기기를 실험에 활용하도록 한다. 알고리즈밍은 실험을 시작하기 위해 화학 시뮬레이션에 집중한다. 화학 시뮬레이션은 불확실함이라는 특성을 흉내 내기 때문에 양자 컴퓨터의 잠재적인 활용 사례를 약속한다. 현재 양자컴퓨터로 시뮬레이션하기 충분하지만, 기기의 성능을 보여주기에는 복잡한 다이크로뮴 분자 시뮬레이션으로 소음 감소 알고리즘 벤치마크를 진행한다. 매니스칼코는 IBM과 협력 관계를 체결한 알고리즈밍이 추후 더 복잡한 구조에도 같은 원칙을 적용할 예정이라고 밝혔다. 이 과정에는 제약 업계의 의약품 개발을 포함한 잠재적인 활용 사례를 함께 활용한다. 매니스칼코는 “알고리즈밍은 최초의 양자 바이오테크 기업이라고 생각한다”라고 전했다.

** 위 기사는 와이어드UK(WIRED.co.uk)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
Quantum Computing Has a Noise Problem