MS, 첫 양자컴퓨터 칩 공개…"수년안에 상용화 기대", 세계 최초 위상전도체 사용한 '마요라나 1' 개발 모양 변해도 성질 유지, 큐비트 획

MS, 첫 양자컴퓨터 칩 ‘마요라나 1’ 공개: 수년 내 상용화 기대

마이크로소프트(MS)가 **세계 최초로 위상전도체(Topoconductor)를 활용한 양자컴퓨터 칩 ‘마요라나 1(Majorana 1)’**을 공개했다. 이는 기존 양자컴퓨터 기술과 다른 접근법을 제시하며, 양자컴퓨팅 상용화를 앞당길 가능성이 있는 기술적 혁신으로 평가된다.

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1. 양자컴퓨터란 무엇인가?

현재 우리가 사용하는 일반 컴퓨터는 **비트(Bit)**를 기반으로 작동한다. 비트는 0 또는 1 중 하나의 값을 가질 수 있다. 하지만 **양자컴퓨터는 큐비트(Qubit)**를 사용하며, 이 큐비트는 0과 1을 동시에 표현할 수 있는 특성을 가진다.
양자컴퓨터는 **‘중첩(Superposition)’**과 **‘얽힘(Entanglement)’**이라는 양자역학적 성질을 활용해, 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 연산을 수행할 수 있다.

• 중첩(Superposition): 큐비트는 0과 1을 동시에 가질 수 있음 → 여러 계산을 병렬로 수행 가능
• 얽힘(Entanglement): 한 큐비트의 상태가 다른 큐비트의 상태에 영향을 미침 → 병렬 연산과 오류 보정에 유리

이러한 특성 덕분에 양자컴퓨터는 현재 슈퍼컴퓨터보다 30조 배, 일반 컴퓨터보다 1경 배 이상 빠른 계산 속도를 가질 것으로 예상된다.
그러나 큐비트는 외부 환경(온도, 빛, 전자기파 등)에 의해 쉽게 손상되므로, 매우 낮은 온도(절대온도 -273℃)에서 작동해야 한다. 기존의 양자컴퓨터는 **초전도체(Superconductor)**를 활용해 이러한 문제를 해결하려 했지만, 여전히 오류율이 높고 확장이 어려운 한계가 있다.

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2. MS의 ‘마요라나 1’과 위상전도체란?

MS가 이번에 발표한 ‘마요라나 1’은 기존 초전도체 방식과는 완전히 다른 접근법을 사용했다. **위상전도체(Topoconductor)**라는 새로운 물질을 기반으로 설계된 것이 특징이다.

① 위상전도체란?

• 기존의 물질(고체, 액체, 기체)과는 다른 특수한 양자 물질 상태
• 초전도성을 가지면서도, 입자 간 위상이 변하지 않아 안정적
• 외부 환경 변화에도 큐비트 정보가 쉽게 손상되지 않음

MS는 반도체 소재 ‘인듐비소’와 초전도체 소재 ‘알루미늄’을 원자 단위에서 정밀 결합해 위상전도체를 제작했다.

② 기존 초전도체 방식과의 차이점

기존 초전도체 방식 (IBM, 구글 등)MS 위상전도체 방식

구조	초전도 회로 기반 큐비트	위상전도체 기반 큐비트
안정성	낮은 온도(극저온) 필요, 오류 발생 가능	온도 변화에도 상대적으로 안정적
확장성	큐비트 수 증가 시 오류 발생 증가	큐비트 확장이 용이
오류율	높은 오류율(오류 보정 필요)	오류율 감소 가능성

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3. MS의 기술적 성과: ‘마요라나 1’의 특징

MS는 이번 발표에서 ‘마요라나 1’ 칩이 기존 양자컴퓨터의 문제를 해결할 수 있다고 주장했다.

① ‘마요라나 1’의 핵심 특징

1️⃣ 위상전도체 기반으로 큐비트 안정성 확보 → 기존 초전도체 대비 오류율 감소
2️⃣ 현재 8개의 큐비트를 탑재 → 향후 100만 개까지 확장 가능한 아키텍처 설계
3️⃣ 클라우드 서비스 ‘애저(Azure)’를 통한 상용화 가능성 → 2030년 이전 제공 목표
MS는 이번에 발표한 ‘마요라나 1’의 구조가 단일 칩에 100만 개의 큐비트를 넣을 수 있는 확장성을 갖추고 있다고 강조했다.

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4. 글로벌 양자컴퓨터 경쟁 구도

현재 양자컴퓨터 시장은 IBM, 구글, 중국 기업 등이 치열하게 경쟁 중이다.
기업최근 발표한 양자컴퓨터 기술

IBM	2024년 11월 ‘퀀텀 헤론(Quantum Heron)’ 칩 공개
구글	2024년 12월 차세대 양자칩 ‘윌로(Willow)’ 발표
중국	‘쭈충즈 3.0’, ‘오리진 우콩’ 등 양자칩 기술 개발

MS가 위상전도체 기반 양자칩을 개발하면서 IBM과 구글 중심이던 기존 양자컴퓨터 시장의 경쟁 구도가 변화할 가능성이 커졌다.
MS가 2030년 이전 상용화를 목표로 하고 있는 반면,
✅ 엔비디아 CEO 젠슨 황은 **"양자컴 상용화까지 수십 년이 걸릴 것"**이라며 신중한 입장
현재 MS의 성과에 대한 학계의 평가는 엇갈리고 있다. 국제학술지 네이처(Nature)는 MS가 일부 데이터를 공개했지만, 이를 검증할 필요가 있다고 보도했다.

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5. MS의 양자컴퓨터 전략과 전망

MS는 이번 ‘마요라나 1’ 공개를 통해 양자컴퓨터 기술을 기존 클라우드 서비스(애저)와 연계하려는 전략을 분명히 했다.
🔹 MS의 양자컴퓨팅 전략
✔️ 위상전도체 기반의 안정적 큐비트 확보 → 오류율 감소 & 상용화 가능성 증가
✔️ 100만 큐비트 확장 가능성 제시 → 양자컴의 성능 및 실용성 증가
✔️ MS 클라우드(애저)와 통합 → 기업 및 연구소에서 쉽게 활용 가능
향후 양자컴퓨터가 실용화되면 제약·바이오, 금융, 암호 해독, AI, 신소재 개발 등에서 혁신적인 발전이 기대된다.
그러나 아직은 MS의 위상전도체 기반 큐비트 기술이 실제로 검증되지 않았으며, IBM, 구글 등 기존 기업들이 어떻게 대응할지도 변수다.

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6. 결론: MS의 ‘마요라나 1’, 양자컴퓨팅 혁신 가능할까?

MS가 위상전도체라는 새로운 방식으로 양자컴 상용화의 돌파구를 마련할 가능성이 있다는 점에서 이번 발표는 의미가 크다.
✅ 강점

• 기존 초전도체 방식보다 큐비트 안정성 및 확장성 확보 가능성
• 2030년 이전 상용화 목표 → 기존 예측보다 빠른 상용화 전망
• 클라우드(애저)와 연계해 기업 활용 가능성 확대

❌ 약점 & 과제

• 위상전도체 기반 양자칩이 실제로 기존 기술보다 우수한지 아직 검증되지 않음
• IBM, 구글, 중국 기업과의 경쟁에서 기술적 우위를 유지할 수 있을지 불확실

결국 MS의 기술이 검증되고, 실질적인 성능 개선이 입증된다면 양자컴 시장의 판도를 바꿀 가능성이 크다. 앞으로의 추가 데이터와 경쟁사의 대응이 주목된다.