마이크로소프트 CEO 사티야 나델라는 양자 컴퓨터가 곧 미래라고 말한다. 말뿐이 아니라 나델라는 양자 컴퓨팅을 AI, 혼합/증강 현실과 함께 마이크로소프트 미래 전략의 세 기둥 중 하나로 보고 막대한 자금을 투자하고 있다. 나델라는 양자 컴퓨팅이 마이크로소프트가 큰 영향력을 갖고 경쟁업체들과 차별화될 수 있는 분야임을 확신한다.
그러나 양자 컴퓨터 만들기는 어려운 일이다. 마이크로소프트는 지금까지 20년 이상 연구와 투자를 계속해왔다. 이 과정에서 전 세계 대학들과 협력해 순수 물리학과 컴퓨터 과학을 혼합하고 실험적 아이디어를 제품화했다. 최종적인 목표는 누구나 사용할 수 있는, 규모의 조정이 가능한 양자 컴퓨터를 만드는 것이다.
양자 컴퓨팅에 대한 마이크로소프트의 새로운 접근 방법: 마요라나 입자
마이크로소프트는 양자 컴퓨팅을 위해 디웨이브(DWave)와 같은 기업들과 달리 프로세스의 중심인 큐비트(qubit), 즉 양자 비트를 만드는 데 있어 새로운 접근 방법을 취하고 있다. 마이크로소프트는 대학 연구원들과 손잡고 새로운 유형의 입자인 마요라나(Majorana) 페르미 입자를 사용하는 방법을 연구 중이다. 마요라나 입자는 1930년대 말에 처음 제안됐지만 최근 들어서야 극저온 상태의 반도체 나노와이어에서 탐지됐다.
마이크로소프트의 양자 컴퓨터에 사용되는 마요라나 입자는 다른 큐비트 접근 방법에 비해 더 안정적이며 오류율이 낮고, 상태를 읽을 때 증발될 가능성이 낮은 위상 매듭 전반으로 전자 상태를 분산시킨다. 양자 컴퓨팅에 대한 이 위상 접근 방법을 두고 나델라는 “퀀텀 컴퓨터의 트랜지스터”라고 말했다. 아직 양자 프로세서는 아니지만 그 길을 향한 첫 걸음이다.
양자 컴퓨터 만들기 : 극저온 필요
양자 컴퓨터를 사용한 작업은 지금의 기계를 사용하는 방식과는 판이하게 다르다. 비트의 1과 0은 큐비트로 대체된다. 이때 분할된 전자의 통계적인 흐림(blur)은 해석이 필요하다. 큐비트 온도가 절대 0도에 근접한 상태에서 비트를 프로그램하고 결과를 읽기 위해 또 다른 특수한 저온(극저온) 컴퓨터가 사용되어 양자 알고리즘으로 복잡한 문제를 해결하는데, 이를 통해 현대의 슈퍼컴퓨터로는 수천년, 심지어 수백만 년이 걸려야 풀 수 있는 문제에 대해 거의 즉각적으로 답을 내놓을 수 있게 될 전망이다.
극저온 컨트롤러와 극저온 양자 컴퓨터에서 실행되는 프로그램의 관계를 보면 심해 잠수사가 수중 굴착기에서 작업하는 방법과 비슷하다는 것을 알 수 있다. 양자 컴퓨터는 온도에 의해 나머지 세계와 격리된 일종의 유정이다. 극저온 제어 컴퓨터는 잠수사의 가압 다이빙 벨로, 프로그램에 외부 세계의 일반적인 온도와 양자 냉각기의 극한 저온 사이를 잇는 디딤돌을 제공한다. 극한 심해에서의 작업이 가능하도록 다이빙 벨이 잠수사를 준비시키는 것과 비슷하다.
마이크로소프트의 양자 컴퓨터가 일반적인 데이터센터에서 운용될 가능성은 낮다. 큐비트를 냉각하기 위해 세밀하게 제작된 나노와이어로 만들어진 특수한 냉동기가 필요하기 때문이다. 마이크로소프트 컨소시엄에 포함된 대학들이 각 부분을 따로 제조한 다음 결합해 지금 세대의 테스트 시스템을 제공한다.
양자 코드를 작성하는 방법
마이크로소프트는 애저(Azure)에 양자 하드웨어를 내장해 양자 시뮬레이터를 구동, 양자 코드를 실제 양자 컴퓨터에 배포하기 전에 테스트할 수 있도록 할 계획이다. 또한 마이크로소프트는 개발자가 비주얼 스튜디오에서 양자 코드를 작성 가능하도록 새로운 언어도 개발 중이다.
마이크로소프트 리서치는 이미 32GB 메모리를 탑재한 PC에서 30큐비트 환경을 시뮬레이션하기 위한 툴, 리퀴드(Liqui|>, 특수문자를 사용하지만 보통 리퀴드라고 읽음)에서 첫 양자 프로그래밍 환경을 선보였다. 마이크로소프트는 향후 애저에서 16TB 용량에 40큐비트 이상의 대규모 양자 시뮬레이터를 구축할 수 있게 될 것이라고 한다. 다만 실제 양자 컴퓨터의 가속 기능 없이는 이 정도 규모의 문제 해결을 위해서는 오랜 시간이 걸린다.
그래도 리퀴드를 통해 F#을 사용해서 핵심적인 양자 컴퓨팅 개념을 실험하면서 복잡한 수학적 개념을 처리하기 위해 어떻게 알고리즘을 구축해야 하는지 살펴보고 저수준 오류 교정 알고리즘을 사용하는 방법도 이해할 수 있게 된다.
마이크로소프트의 새로운 양자 컴퓨팅 언어는 리퀴드에서 얻은 교훈을 바탕으로 구축되지만 F#을 기반으로 하지는 않는다. 언어의 이름은 아직 공개되지 않았으나 비주얼 스튜디오에서 편집 중인 양자 코드가 나온 초기 스크린샷을 보면 흥미롭게도 고전적인 퀵 베이직(Quick Basic)과 동일한 파일 확장명을 사용하는 것으로 보인다.
함께 보면 좋은 콘텐츠
Sponsored
Surfshark
“유료 VPN, 분명한 가치 있다” VPN 선택 가이드
ⓒ Surfshark VPN(가상 사설 네트워크, Virtual Private Network)은 인터넷 사용자에게 개인 정보 보호와 보안을 제공하는 중요한 도구로 널리 인정받고 있다. VPN은 공공 와이파이 환경에서도 데이터를 안전하게 전송할 수 있고, 개인 정보를 보호하는 데 도움을 준다. VPN 서비스의 수요가 증가하는 것도 같은 이유에서다. 동시에 유료와 무료 중 어떤 VPN을 선택해야 할지 많은 관심을 가지고 살펴보는 사용자가 많다. 가장 먼저 사용자의 관심을 끄는 것은 별도의 예산 부담이 없는 무료 VPN이지만, 그만큼의 한계도 있다. 무료 VPN, 정말 괜찮을까? 무료 VPN 서비스는 편리하고 경제적 부담도 없지만 고려할 점이 아예 없는 것은 아니다. 보안 우려 대부분의 무료 VPN 서비스는 유료 서비스에 비해 보안 수준이 낮을 수 있다. 일부 무료 VPN은 사용자 데이터를 수집해 광고주나 서드파티 업체에 판매하는 경우도 있다. 이러한 상황에서 개인 정보가 유출될 우려가 있다. 속도와 대역폭 제한 무료 VPN 서비스는 종종 속도와 대역폭에 제한을 생긴다. 따라서 사용자는 느린 인터넷 속도를 경험할 수 있으며, 높은 대역폭이 필요한 작업을 수행하는 데 제약을 받을 수 있다. 서비스 제한 무료 VPN 서비스는 종종 서버 위치가 적거나 특정 서비스 또는 웹사이트에 액세스하지 못하는 경우가 생긴다. 또한 사용자 수가 늘어나 서버 부하가 증가하면 서비스의 안정성이 저하될 수 있다. 광고 및 추적 위험 일부 무료 VPN은 광고를 삽입하거나 사용자의 온라인 활동을 추적하여 광고주에게 판매할 수 있다. 이 경우 사용자가 광고를 보아야 하거나 개인 정보를 노출해야 할 수도 있다. 제한된 기능 무료 VPN은 유료 버전에 비해 기능이 제한될 수 있다. 예를 들어, 특정 프로토콜이나 고급 보안 기능을 지원하지 않는 경우가 그렇다. 유료 VPN의 필요성 최근 유행하는 로맨스 스캠은 인터넷 사기의 일종으로, 온라인 데이트나 소셜 미디어를 통해 가짜 프로필을 만들어 상대를 속이는 행위다. 이러한 상황에서 VPN은 사용자가 안전한 연결을 유지하고 사기 행위를 방지하는 데 도움이 된다. VPN을 통해 사용자는 상대방의 신원을 확인하고 의심스러운 활동을 감지할 수 있다. 서프샤크 VPN은 구독 요금제 가입 후 7일간의 무료 체험을 제공하고 있다. ⓒ Surfshark 그 외에도 유료 VPN만의 강점을 적극 이용해야 하는 이유는 다음 3가지로 요약할 수 있다. 보안 강화 해외 여행객이 증가함에 따라 공공 와이파이를 사용하는 경우가 늘어나고 있다. 그러나 공공 와이파이는 보안이 취약해 개인 정보를 노출할 위험이 있다. 따라서 VPN을 사용하여 데이터를 암호화하고 개인 정보를 보호하는 것이 중요하다. 서프샤크 VPN은 사용자의 개인 정보를 안전하게 유지하고 해킹을 방지하는 데 유용하다. 개인정보 보호 인터넷 사용자의 검색 기록과 콘텐츠 소비 패턴은 플랫폼에 의해 추적될 수 있다. VPN을 사용하면 사용자의 IP 주소와 로그를 숨길 수 있으며, 개인 정보를 보호할 수 있다. 또한 VPN은 사용자의 위치를 숨기고 인터넷 활동을 익명으로 유지하는 데 도움이 된다. 지역 제한 해제 해외 여행 중에도 한국에서 송금이 필요한 경우가 생길 수 있다. 그러나 IP가 해외 주소이므로 은행 앱에 접근하는 것이 제한될 수 있다. VPN을 사용하면 지역 제한을 해제해 해외에서도 한국 인터넷 서비스를 이용할 수 있다. 따라서 해외에서도 안전하고 편리하게 인터넷을 이용할 수 있다. 빠르고 안전한 유료 VPN, 서프샤크 VPN ⓒ Surfshark 뛰어난 보안 서프샤크 VPN은 강력한 암호화 기술을 사용하여 사용자의 인터넷 연결을 안전하게 보호한다. 이는 사용자의 개인 정보와 데이터를 보호하고 외부 공격으로부터 사용자를 보호하는 데 도움이 된다. 다양한 서버 위치 서프샤크 VPN은 전 세계 곳곳에 여러 서버가 위치하고 있어, 사용자가 지역 제한된 콘텐츠에 액세스할 수 있다. 해외에서도 로컬 콘텐츠에 손쉽게 접근할 수 있음은 물론이다. 속도와 대역폭 서프샤크 VPN은 빠른 속도와 무제한 대역폭을 제공하여 사용자가 원활한 인터넷 경험을 누릴 수 있도록 지원한다. 온라인 게임, 스트리밍, 다운로드 등 대역폭이 필요한 활동에 이상적이다. 다양한 플랫폼 지원 서프샤크 VPN은 다양한 플랫폼 및 디바이스에서 사용할 수 있다. 윈도우, 맥OS, iOS, 안드로이드 등 다양한 운영체제 및 디바이스에서 호환되어 사용자가 어디서나 안전한 인터넷을 즐길 수 있다. 디바이스 무제한 연결 서프샤크 VPN은 무제한 연결을 제공하여 사용자가 필요할 때 언제든지 디바이스의 갯수에 상관없이 VPN을 사용할 수 있다.