-아래 글은 영국의 과학잡지 <<네이처>> 2011년 6월 2일자(474권, p. 18)에 실린, 프리랜스 작가 지야 메랄리(Zeeya Merali)가 작성한 "최초의 양자 컴퓨터 판매"에 대한 뉴스 기사를 옮긴 것이다.
최초의 양자 컴퓨터 판매
그러나 비판가들은 D-웨이브사의 시스템은 여전히 블랙박스와 같은 것이라고 말한다.
양자 계산에 대한 획기적인 사건으로 판명될 수 있을 것이다. 지난 주에 캐나다 브리티시컬럼비아 주 버나비(Burnaby)에 소재한 D-웨이브 시스템스(D-Wave Systems)사는 미합중국 메릴랜드 주 베데스다(Bethesda)에 본사를 둔 전지구적 보안 회사 록히트 마틴(Lockheed Martin)사에 상용 양자 컴퓨터를 최초로 판매했다고 발표했다.
그렇지만 아마 양자 장치에 알맞게도, D-웨이브 원(D-Wave one)으로 알려진 인상적인 블랙 모노리스가 실제로 어떻게 작동하는지를 둘러싸고 불확실성이 여전히 존재한다. 컴퓨터과학자들은 D-웨이브사의 시스템들이 정말 양자물리학을 활용하는지에 관해 오랜 동안 의문를 품어 왔으며, 그리고 지난 달에 그 회사가 자체의 양자 적격성을 증명하는 데 도움이 되도록 <<네이처>>에 한 편의 논문(M. W. Johnson et al. Nature 473, 194-198; 2011)을 출판하였지만, 사용된 기술은 여전히 의문스럽다고 말하는 사람들이 있다.
양자 컴퓨터는 최고의 고전 컴퓨터들도 쩔쩔매게 하는 문제들을 다루는 방식을 급격하게 변화시킬 수 있을 것인데, 고전 컴퓨터들은 데이터를 '비트'―본질적으로 켜지거나 아니면 꺼질 수 있는 일련의 스위치―로 저장하고 처리한다.
양자 비트―또는 큐비트(qubit)―들의 힘은 그것들이 동시에 켜지고 꺼질 수 있다는 점이다. 양자 얽힘을 사용하여 충분히 많은 큐비트들을 함께 연결하면, 컴퓨터가 놀랍도록 빠르게, 병렬로 다중의 계산을 해 낼 수 있을 것이다.
그러나 양자 컴퓨터는 제작하기가 어려운 것으로 악명이 높은데, 대부분의 연구집단은 여러 개 이상의 큐비트들을 얽힘 상태로 만들려고 애쓰고 있다. 그러므로 작동하는 128-큐비트 프로세서를 제작했다는 D-웨이브사의 주장은 오랜 동안 사람들을 놀라게 했다고 케임브리지 소재 매사추세츠공대(MIT)의 컴퓨터과학자 스콧 애런슨(Scott Aaronson)이 설명한다.
그렇지만 이 때문에 록히드 마틴사가 단념하지는 않았다. 홍보책임자 테드 매든(Thad Madden)은 회사가 구매하기 전에 D-웨이브 원 컴퓨터를 검토하는 데 일 년을 보냈다고 말한다. D-웨이브사가 구체적인 응용에 관해서는 태도를 분명히 하지 않았지만, 록히드 마틴사는 소프트웨어를 환경 센서들과 통합하는 "사이버-물리적 시스템"을 구축하는 데 도움이 되도록 그 기술을 사용할 계획이라고 매든은 말한다.
D-웨이브사의 공동창업자 지오디 로즈(Geordie Rose)는, 양자 계산이 마침내 수십 년된 꿈에 부응하고 있음을 이 판매가 예증한다고 말한다. 그렇지만 애런슨은 컴퓨터과학 공동체가 더 설득력이 있는 것을 필요로 할 것이라고 생각한다. "그저 대표 기업이 그 시스템을 구매했다고 해서 이제 그것이 작동한다는 것을 의미하지는 않습니다"라고 그는 말한다.
그런 불신은 D-웨이브사가 스도쿠 퍼즐(Sudoku puzzle)을 풀 수 있는 16-큐비트 컴퓨터를 분명히 시연한 2007년까지 거슬러 올라간다. 많은 컴퓨터과학자들과 물리학자들은 그 장치가 실제로는 평범한 구식의 고전물리학에 의해 추동되고 있다고 완곡하게 말했다. 그 당시에 D-웨이브사는 이런 가능성을 배제하는 어떤 출판물로도 대응하지 않았다.
그러나 <<네이처>>에 실린 그 회사의 논문은 초전도 니오븀 고리들로 만들어진 여덟 개의 큐비트를 갖는 계에서 명확한 양자 거동을 예증했다. 그 계가 풀어야 할 문제의 매개변수들을 한정할 때까지 자기장이 큐비트들의 결합된 에너지 상태를 조종한다. 그 계는 양자 중첩 상태에 있기 때문에 각각이 다른 해답을 나타내는 다중의 에너지 상태들을 통해 동시에 '검색'할 수 있다고 로즈는 설명한다. 그 계를 냉각하면 그것은 중첩 상태에서 빠져 나와 최종 해답을 나타내는 단일한 낮은 에너지 상태로 안정화되는데, 이것은 양자 풀림(quantum annealing)으로 알려진 접근방식이다(W. D. Oliver Nature 473, 164-165; 2011). D-웨이브 원은 열 여섯 개의 이런 8-큐비트 셀을 사용한다.
회의주의자들은, 사실상 그 계가 큐비트들이 여러 에너지 상태들을 거치게 하는 열적 요동―양자 효과라기보다는―으로 작동할 수 있을 것이라고 주장해 왔다. 그렇지만, 이런 고전 효과는 45 밀리캘빈 이상에서만 두드러지고, 그리고 D-웨이브사의 가장 최근의 논문은 그것의 시스템이 그 장벽 아래에서 작동한다는 점을 보여주기 때문에 양자 효과만이 원인이 될 수 있다.
애런슨은 그 논문이 올바른 방향으로 한 걸음 나아간 것이지만 작은 걸음일 뿐이라고 말한다. "그들이 여기에서 행했듯이 팔 큐비트에서 어떤 종류의 양자 효과를 시연하는 것과 전통적인 컴퓨터보다 더 빠르게 흥미로운 계산 작업을 수행할 수 있는 128-큐비트 칩을 가지고 있다고 말하는 것 사이에는 엄청난 간극이 있습니다"라고 그는 말한다. 그는 D-웨이브사가 큐비트들이 얽힌 상태에 있음―대부분의 물리학자들이 양자 계산에 필수적이라고 생각하는 특성―을 예증하지 않았다고 지적한다. "저는 D-웨이브사가 성공하기를 진정으로 바랍니다"라고 그는 덧붙인다. "그러나 저는 그것에 대한 증거를 볼 때에만 그 회사가 성공했다고 믿을 것입니다."