[뉴스스페이스=김정영 기자] 구글이 2025년 10월 22일(현지시간), 자체 개발한 양자 칩 ‘윌로우(Willow)’를 활용해 세계 최초로 ‘검증 가능한 양자 우위(Verifiable Quantum Advantage)’를 달성했다고 공식 발표했다. 이번 성과는 양자 컴퓨터가 기존 슈퍼컴퓨터로는 현실적 시간 내에 해결할 수 없는 문제를 처리하는 능력을 검증 가능하게 실증했다는 점에서 의미가 크다. 관련 연구는 세계적인 학술지 『네이처(Nature)』에 게재됐다.​

The Quantum Insider, Live Science와 구글의 공식발표에 따르면, 퀀텀 에코스(Quantum Echoes)라 명명된 이번 알고리즘은 구글의 65큐비트(quantum bit) 슈퍼컴 수준의 양자 칩 윌로우에서 구현되었으며, 세계 최고 성능 슈퍼컴퓨터 대비 약 1만3000배 빠른 연산 속도를 보였다. 예를 들어, 슈퍼컴퓨터 프런티어(Frontier)가 수행하는 작업이 약 3.2년이 소요되는 반면, 윌로우 칩은 단 2시간 내에 결과를 도출했다. 이는 2019년 구글이 발표한 최초 양자 우위 달성에 이어 한층 엄격하고 정확한 데이터 측정을 기반으로 한 진일보한 성과다.​

특히 이번 성과는 단순한 속도 경쟁을 넘어서 ‘검증 가능성’에 방점을 둔다. 다른 양자 컴퓨터에서도 동일한 결과를 반복적으로 재생산할 수 있어 연구 신뢰도를 크게 높였다. 데이터 오류율은 0.1% 미만으로 억제했으며, 10인의 연구자가 1년간 집중 테스트한 ‘10인년’ 검증 과정을 거치고 1조회 이상의 측정을 수행해 결과를 입증했다. 이를 통해 양자 우위가 과학적 실험과 재현성을 갖춘 기술임을 세계 최초로 입증했다.​

실용적 적용 가능성도 강조된다. 구글 측은 이 기술이 자기공명영상(MRI)과 긴밀히 연관된 핵자기 공명(NMR) 기술을 ‘분자 눈금자’로 활용, 분자 구조를 기존 기법보다 더 정밀하게 측정해 신약 개발과 차세대 배터리, 신소재 개발 등 첨단 산업 혁신을 이끌 것으로 전망한다. 해당 알고리즘은 분자 수준 화학 및 물리 현상, 나아가 블랙홀과 같은 복잡한 시스템의 구조 해석에도 응용될 수 있다. 5년 내에 실제로 양자 컴퓨터만이 가능한 응용사례가 등장할 것이라는 전망도 내놓았다.​

한편, 구글 연구진은 양자 컴퓨터가 안정적으로 작동할 수 있도록 오류를 획기적으로 줄이는 ‘오래 지속되는 논리 큐비트’ 개발에 집중하고 있어, 앞으로 양자 컴퓨팅의 상용화와 대규모 확장 가능성에 대한 기대가 크다. 이번 윌로우 칩과 퀀텀 에코스 알고리즘 성과는 2024년 노벨 물리학상 수상으로 이어진 초전도 큐비트 기술의 발전에 뿌리를 두고 있으며, 구글 퀀텀 AI 수석 과학자인 미셸 드보레 등이 핵심 역할을 수행해왔다.​

이번 발표는 근본적인 양자 컴퓨터 발전뿐 아니라 신약 개발, 에너지, 신소재 등 다양한 산업 분야에서 슈퍼컴퓨터 수준을 한단계 뛰어넘는 혁신을 예고하는 중요한 전환점으로 평가된다.

구글의 이번 검증 가능한 양자 우위 성과는 양자 컴퓨터가 과학적 연구 및 산업 혁신에 실제로 기여할 수 있음을 입증하는 획기적 사건이다. 기존의 속도 경쟁에서 신뢰성과 응용 가능성으로 한 단계 진화한 이번 성과는 세계 양자 컴퓨팅 기술 선도에 결정적인 발판이 될 전망이다.