중국의 양자 컴퓨터 쭈충즈, 미래를 여는 기술의 최전선

신비롭고 흥미로운 주제에 대해 이야기 해보려고 합니다. 바로 중국에서 개발된 양자 컴퓨터 "쭈충즈(Zu Chongzhi)"에 대한 이야기인데요. 양자 컴퓨터라는 단어 자체가 SF 영화에서나 나올 법한 느낌이라 처음엔 낯설었지만, 알아갈수록 이게 얼마나 대단한 기술인지 감탄하게 되더라고요. 중국이 이 분야에서 세계적인 주목을 받고 있다는 점도 흥미롭고요. 그럼 쭈충즈가 뭔지, 어떤 성과를 냈는지, 앞으로 어떤 의미를 가질지 함께 살펴볼게요!

쭈충즈, 이름부터 특별한 양자 컴퓨터

쭈충즈는 중국 과학기술대학(USTC)의 판젠웨이(Pan Jianwei) 교수 팀이 주도해서 만든 양자 컴퓨터예요. 이름은 5세기 중국의 천재 수학자이자 천문학자인 조충지(祖沖之)에서 따왔는데, 그가 파이(π)를 소수점 7자리까지 계산한 업적처럼, 이 컴퓨터도 정밀하고 혁신적인 성과를 목표로 한다는 뜻이 담겨 있어요. 저는 이 이름 듣고 "중국다운 역사적 자부심이 느껴진다"는 생각이 들었어요. 쭈충즈는 초전도 큐비트(superconducting qubit)를 기반으로 한 양자 컴퓨터인데, 이 기술이 뭔지 조금씩 풀어볼게요.

쭈충즈의 시작, 62큐비트에서 105큐비트까지

쭈충즈의 첫 버전은 2021년 5월에 공개됐어요. 당시 62큐비트를 조작할 수 있는 프로토타입으로, 그때만 해도 세계에서 가장 많은 초전도 큐비트를 가진 시스템이었죠. 같은 해 10월에는 "쭈충즈 2.1"이라는 업그레이드 버전이 나왔는데, 66큐비트로 늘어나고 성능도 대폭 개선됐어요. 이 버전은 구글의 시카모어(Sycamore)보다 계산 복잡도가 100만 배 높고, 당시 최고 슈퍼컴퓨터보다 1,000만 배 빠르게 특정 문제를 풀었다고 해요.
그리고 2024년 12월, 최신 모델 "쭈충즈 3.0"이 등장했어요. 이건 105큐비트를 자랑하는데, 구글의 윌로우(Willow)와 같은 수준의 큐비트 수를 달성하면서도 높은 정밀도와 안정성을 보여줬다고 하네요. 예를 들어, 83큐비트로 구성된 랜덤 회로 샘플링을 몇 초 만에 100만 번 처리했는데, 같은 작업을 프론티어(Frontier)라는 슈퍼컴퓨터로 하면 64억 년이 걸린대요. 저는 이 숫자 보고 입이 떡 벌어졌어요. 이게 바로 양자 우위(quantum advantage)라는 거예요.

쭈충즈의 기술, 초전도 큐비트가 뭐길래?

쭈충즈는 초전도 큐비트를 사용해요. 이건 아주 낮은 온도(거의 절대영도에 가까운 -273℃)에서 전기 저항이 0이 되는 초전도체로 만든 큐비트예요. 일반 컴퓨터의 비트가 0 아니면 1이라면, 양자 컴퓨터의 큐비트는 0과 1을 동시에 나타낼 수 있는 "중첩(superposition)" 상태를 활용하죠. 쭈충즈는 이런 큐비트를 2차원 배열로 배치하고, 큐비트 간 연결을 조절해 계산 속도와 정확도를 높였어요.
특히 쭈충즈 3.0은 큐비트 작동의 정밀도가 99% 이상이라고 하니, 단순히 숫자만 많은 게 아니라 품질도 세계 최고 수준이라는 거예요. 저는 이 기술을 알아보면서 "이렇게 작은 칩 하나가 슈퍼컴퓨터를 압도하다니, 정말 영화 속 세상이 현실이 됐구나" 싶었어요.

세계와의 경쟁, 구글과 어깨를 나란히

쭈충즈의 등장은 양자 컴퓨터 경쟁에서 중국이 미국과 어깨를 나란히 하고 있다는 증거예요. 구글은 2019년 53큐비트 시카모어로 양자 우위를 선언했고, 2024년 12월엔 105큐비트 윌로우를 공개했죠. 근데 쭈충즈 3.0도 비슷한 시기에 나와서 "중국이 뒤지지 않는다"는 걸 보여줬어요.
다만 두 컴퓨터의 방향은 조금 달라요. 구글의 윌로우는 양자 오류 정정(quantum error correction)에 집중해서 실용성을 높이고 있고, 쭈충즈는 계산 규모와 속도로 우위를 증명하는 데 초점을 맞췄어요. 중국 팀도 앞으로 오류 정정을 개선할 계획이라고 하니, 경쟁이 더 치열해질 것 같아요. 저는 이 소식 보면서 "양국이 서로 자극하며 발전하는 모습이 흥미롭다"고 느꼈어요.

쭈충즈가 열어갈 미래는?

쭈충즈는 아직 실생활 문제를 풀기보다는 특정 계산(랜덤 회로 샘플링 같은)을 빠르게 처리하는 데 강점을 보여요. 하지만 전문가들은 이 기술이 향후 인공지능, 신약 개발, 재료 설계 같은 분야에서 혁신을 가져올 거라고 기대하고 있어요. 예를 들어, 복잡한 화학 반응을 시뮬레이션하거나 암호를 해독하는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있죠.
게다가 2023년부터 쭈충즈는 176큐비트 플랫폼으로 클라우드를 통해 전 세계 연구자들에게 개방됐어요. 저는 "이런 접근성이 기술 발전을 더 가속화할 수도 있겠다"는 생각이 들더라고요. 군산이나 교토 같은 지역 연구소도 활용할 수 있을지도 모르죠!

마무리하며

쭈충즈는 중국의 양자 컴퓨터 기술이 어디까지 왔는지 보여주는 상징이에요. 62큐비트에서 시작해 105큐비트까지, 세계 최고 수준으로 올라선 이 컴퓨터는 앞으로 어떤 가능성을 열어갈까요? 저는 개인적으로 "SF 영화에서 보던 미래가 점점 가까워지고 있다"는 설렘을 느끼게 됩니다.