https://asia.nikkei.com/Business/Technology/China-claims-milestone-in-quest-for-quantum-supremacy
2020-12-13

중국, 양자우월성 연구에 이정표를 세웠다고 발표

양자컴퓨터 기술을 활용하면 기존 컴퓨터로는 도달할 수 없는 계산 능력을 얻을 수 있는데 이를 '양자우월성'이라 부른다. 지금까지 구글만이 이 이정표에 도달했다고 발표했지만, 드디어 중국의 연구자들도 그 수준을 달성했다고 발표했다.

지금까지 사용된 양자컴퓨터는 구체적이고 좁은 범위의 문제를 풀 수 있도록 설계되었기 때문에 양자컴퓨터 기술에 대한 장기적인 전망은 아직 ​​불확실하다. 하지만, 양자컴퓨터 분야에서 중국의 존재감이 높아지고 있다.

미국 종합 과학 저널 '사이언스'가 12월 3일에 발표한 내용에 의하면 중국과학기술대학 등이 참여한 중국 연구팀은 현재 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴인 일본의 '후가쿠'로 푸는 데 6억 년이 걸리고 중국의 '선웨이 타이후라이트' 슈퍼컴으로 푸는 데 25억 년이 걸리는 문제를 200초 만에 풀 수 있다고 발표했다.

중국 연구팀은 광자를 포함한 거대한 숫자의 보손 입자 확률 분포를 계산하는 '가우스보손 샘플링'이라 불리는 특정 문제를 해결하고자, 물리학에서 광자(photon)로 알려진 빛의 입자를 사용하는 양자컴퓨터를 만들었다.

기존 컴퓨터로는 광자의 독특한 양자 특성과 관련된 문제를 계산하기가 어려웠다. 그러나 양자역학을 기반으로 하는 양자컴퓨터는 소재 및 의약품 개발, 재무위험 평가 및 빅데이터를 사용하는 인공지능에 혁신적인 변화를 가져올 것이 확실시된다. 하지만 양자컴퓨터 기술은 개발의 어려움으로 인해 "꿈의 기술"로 간주되었다.

작년에 구글이 영국 과학 저널 네이처에 양자우월성를 달성했다고 발표하면서 상황이 변했다.

구글은 이 발표에서 기존의 슈퍼컴퓨터로 계산하는 데 1만 년이 걸리는 계산을 200초에 해냈다고 밝혔다.

구글은 그 성과의 검증을 위해서 양자 난수 생성기의 출력을 확인했다. 하지만 이후로는 실생활에 응용이 가능한 실용적인 문제 해결 프로그램으로 초점이 옮겨지고 있다.

구글은 매우 낮은 온도의 초전도 상태에서 회로가 작동하는 초전도 전자회로에서 계산을 수행했다. IBM이 동일한 방식을 채택하면서 초전도 방식 양자컴퓨터는 기술의 주류가 되었다.

반대로 중국 연구팀은 거울과 기타 소재를 결합한, 회로 내부를 통과하는 광자의 움직임을 이용한다. 초저온 냉동 및 고진공 용기가 필요하지 않기 때문에 다루기가 훨씬 수월하다.

중국연구팀의 그 기술은 의심할 여지없이 광학 방식 양자컴퓨터의 발전에 기여할 것이라고 도쿄 대학 부교수 다케다 슌타로가 말했다.

그러나 다케다 슌타로는 구글의 양자컴퓨터가 현재 중국의 것보다 "압도적으로 우월하다"면서 중국 컴퓨터는 특히나 양자우월성를 달성하는 것에 목표를 두고 있어서 다른 계산에는 적용할 수 없다고 언급했다. 따라서 현재 중국 기술은 실용화에 대한 전망이 없으며 어떻게 개선할 수 있는지 또한 불분명하다.

그럼에도 중국이 양자컴퓨터 기술을 발전시키고 있다는 사실 그 자체는 부인할 수 없다.

중국에서 양자컴퓨터의 아버지로 알려져 있는 중국과학기술대학의 판젠웨이는 이번 연구로 광학 양자컴퓨터의 돌파구를 열었다. 양자 통신, 양자 암호 및 기타 기술에 대한 연구 업적으로 존경받는 그는 세계적으로도 유명하다.

판젠웨이 연구팀은 연구자금을 풍족하게 지원받고 있으며 우수한 연구자들이 많다고 요코하마 국립대학 부교수인 토모유키 호리키리가 말했다.

또한 광학 방식 양자컴퓨터 연구에 사용된 최첨단 장치는 중국의 첨단장비 제작 능력과 제조산업 수준이 향상되고 있음을 시사한다고 호리키리는 언급했다.

중국은 양자컴퓨터 개발을 국가 핵심 프로젝트의 하나로 삼았으며 안후이성에 관련 시설을 설치하는데 100억 달러에 가까운 비용을 투입했다.

미국 정부는 양자컴퓨터 기술 개발에, 2019년부터 5년간 13억 달러를 투자하는 프로젝트를 시행하고 있다. 내년 1월 미국의 새 정부 출범 이후에도 미국과 중국의 양자컴퓨터 기술 개발 경쟁은 더욱 심화될 것으로 예상된다.

---------------------------------------------------------------------------------------

광학 방식 양자컴퓨터 연구에 사용된 최첨단 장치는 중국의 첨단장비 제작 능력과 제조산업 수준이 향상되고 있음을 시사한다


한국과 중국의 제조업 기술 격차가 많이 줄어들고 있는데 앞으로 무엇을 먹고살아야 할지 의문이다.
그나마 반도체는 아직 중국과 기술 격차가 많아서 다행이라면 다행이다.