마이크로소프트(Microsoft)가 새로운 물질 ‘토포컨덕터(Topological Conductor)’ 기반 양자 프로세서 ‘마요라나 1(Majorana 1)’을 20일 공개했다.  

손바닥 크기의 마요라나 1은 마이크로소프트가 개발한 토폴로지 코어(Topological Core) 아키텍처 기반으로 설계됐다. 이 구조는 단일 프로세서에 100만 개 이상의 큐비트(Qubit)를 집적할 수 있으며, 오류 저항성을 하드웨어에 갖춘 내결함성 구조(fault-tolerant)로 안정적인 양자 연산이 가능하다. 또한, 디지털 방식으로 큐비트를 제어해 신뢰도를 높일 수 있다. 

이 기술의 핵심은 새로운 물질 ‘토포컨덕터’다. 마이크로소프트 연구진은 반도체인 인듐비소와 초전도체인 알루미늄을 원자 단위에서 정밀하게 결합해 토포컨덕터라는 새로운 재료 스택을 제작했다. 

토포컨덕터는 극저온에서 토폴로지 초전도성을 유지하면서 고체·액체·기체와는 다른 ‘토폴로지 상태(Topological state)’를 형성한다. 이를 기반으로 새로운 양자 입자 ‘마요라나 입자(Majorana particle)’를 관찰하고 제어해 초소형·초고속·고안정 큐비트를 생성할 수 있다.    

마이크로소프트는 이번에 공개한 프로세서로 양자 컴퓨터가 수년 내에 다양한 산업 및 사회적 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것으로 전망했다. 특히 재료 과학, 의료 및 생명 과학, 기후 변화, 지속 가능한 에너지 연구 등에서 양자 컴퓨터의 역할이 중요해질 것으로 내다보고 있다. 

마이크로소프트 체탄 나약(Chetan Nayak) 퀀텀 하드웨어 부사장은 “100만 큐비트 규모로 확장 가능한 양자 컴퓨터는 가장 복잡한 문제를 해결할 수 있는 열쇠”라며 “이 기술이 실현되면 자가 치유 소재, 지속 가능한 농업, 안전한 화학 물질 개발 등 다양한 혁신이 가능해질 것”이라고 말했다.