핵심 요약: 마이크로소프트가 추진해온 마요라나 기반 위상 양자컴퓨터 기술을 두고 네이처에 새로운 비판 논문이 실리면서 마이크로소프트 마요라나 양자컴퓨터 논란이 다시 불거졌습니다. 핵심은 2025년 공개된 실험 데이터가 마요라나 상태를 정말 입증했는지 여부이고, 마이크로소프트는 분석 도구와 개발 로드맵은 여전히 유효하다고 맞서고 있습니다.
마요라나 입자, 대체 뭐길래 이 난리일까요
마요라나 입자는 1937년 이탈리아 물리학자 에토레 마요라나가 이론으로 제안한 입자로, 입자와 반입자가 동일하다는 독특한 특징을 갖고 있습니다. 실험실에서 연구자들이 찾는 건 우주를 떠도는 기본입자 자체가 아니라, 특정 물질 안에서 마요라나 입자처럼 행동하는 ‘준입자’ 혹은 ‘마요라나 영모드’입니다. 이 상태가 중요한 이유는 양자정보를 외부 잡음으로부터 더 안정적으로 지킬 가능성이 있기 때문입니다.
위상 큐비트는 기존 큐비트와 뭐가 다른가요
양자컴퓨터의 기본 단위인 큐비트는 온도 변화나 전자기 잡음, 재료 결함 같은 작은 환경 변화만으로도 상태가 무너지는 취약한 존재입니다. 구글과 IBM은 초전도 큐비트를 대량으로 묶어 오류를 정정하는 방식을 택했고, 마이크로소프트는 정보를 물질의 ‘위상적 상태’에 분산 저장해 애초에 잡음에 강한 큐비트를 만들겠다는 다른 길을 택했습니다. 마요라나 영모드는 바로 이 위상 큐비트를 구현하는 핵심 재료로 여겨집니다. 성공하면 오류정정 부담을 크게 줄일 수 있지만, 그 전에 마요라나 상태를 안정적으로 만들고 측정했다는 사실부터 확실히 입증해야 합니다.
2025년 마이크로소프트는 무엇을 발표했나
마이크로소프트는 2025년 2월 ‘Majorana 1’이라는 8큐비트 칩과 새 물질 플랫폼을 공개하며 위상 양자컴퓨터의 기반을 마련했다고 밝혔습니다. 이후 2026년 5월에는 소재를 납으로 바꾼 후속 프로세서 ‘Majorana 2’를 선보이며 기존 대비 신뢰성이 1000배 높아졌고 큐비트 수명도 평균 20초, 최대 1분까지 늘었다고 발표했습니다. 이를 바탕으로 2029년까지 확장 가능한 양자컴퓨터를 만들겠다는 목표도 세웠습니다. 다만 동료평가를 거친 네이처 논문의 실제 주장 범위는 홍보 문구보다 좁았습니다. 논문은 특정 나노와이어에서 위상 상태를 판별하는 측정과 소프트웨어 도구에 초점을 맞췄을 뿐, 마요라나 입자의 존재를 완전히 확정하거나 실용적 위상 큐비트 완성을 직접 입증한 것은 아니었습니다.
이번엔 왜 다시 검증 논란에 빠졌나
2026년 6월 세인트앤드루스대학교의 물리학자 헨리 레그가 마이크로소프트의 데이터와 분석을 다시 검토해 비판을 제기하면서 마이크로소프트 마요라나 양자컴퓨터 논란이 재점화됐습니다. 로이터 보도에 따르면 핵심 쟁점은 특정 전기적 신호가 정말 위상적 상태를 나타내는지입니다. 비판 측은 일부 데이터가 무작위 잡음이나 양자점 같은 다른 현상으로도 설명될 수 있다고 주장합니다. 마요라나 신호를 찾는 실험에서 가장 어려운 부분은 ‘비슷하게 보이는 다른 현상’을 배제하는 일인데, 특정 전압에서 나타나는 피크 하나만으로는 충분하지 않고 여러 조건에서 예측과 일치하는 패턴이 반복돼야 합니다. 비판 논문은 마이크로소프트의 분석 소프트웨어가 데이터 속에서 원하는 특징을 과도하게 찾아낼 가능성을 문제 삼고 있습니다. 실제로 The Verge는 이번 논문이 1년 전 마이크로소프트가 자사 주장을 과장했다는 취지로 다뤘습니다.
마이크로소프트의 반박은 무엇인가
마이크로소프트는 해당 분석 도구가 실제 칩 설정과 실험 운영에 유용하며 내부적으로 반복 사용되고 있다고 반박했습니다. 하나의 비판이 전체 위상 양자컴퓨터 로드맵을 무효화하는 건 아니라는 입장도 유지하고 있습니다. 공교롭게도 비슷한 시기 마이크로소프트는 퀀티넘과 함께 오류 수정 기술로 계산 오류율을 하드웨어 자체의 물리적 오류율보다 획기적으로 낮췄다는 연구를 네이처에 발표하기도 했습니다. 15,000번 넘는 실험에서 오류율 0.001%를 기록했다는 결과로, 위상 큐비트 논란과는 별개로 오류정정 분야에서는 성과를 냈다는 점을 강조하는 모습입니다.
과거에도 이런 논란이 있었나요
네, 있었습니다. 마이크로소프트 연구진이 낸 마요라나 관련 논문은 신빙성 논란 끝에 네이처가 외부 조사단을 꾸렸고, 2021년 3월 저자들이 지나치게 낙관적으로 해석했다는 결론과 함께 논문이 공식 철회된 전례가 있습니다. 다만 이 철회는 마요라나 입자 자체의 실재를 부정한 것이 아니라 해당 논문의 과학적 엄밀성 부족을 지적한 것이었고, 마요라나 입자는 이론 제안 이후 80년 만인 2012년부터 네덜란드, 한국 포스텍, 미국, 일본 연구팀들이 잇따라 존재를 실증하거나 관측하는 데 성공했습니다. 이런 이력 때문에 학계는 마이크로소프트의 새로운 발표에 더 엄격한 증거를 요구하는 분위기입니다.
구글·IBM과 마이크로소프트의 방식 비교
구글과 IBM은 초전도 큐비트를 대량으로 묶어 안정화하는 길을 택했습니다. 기술적 기반과 실험 성과가 상대적으로 많이 축적돼 있지만, 큐비트가 잡음에 민감해 대규모 오류정정에 매우 많은 물리적 큐비트가 필요합니다. 반면 마이크로소프트는 마요라나 상태를 이용한 위상 큐비트로 처음부터 더 안정적인 부품을 만들려 합니다. 성공하면 보상이 크지만 핵심 물리현상 자체를 확실히 구현하고 검증하는 단계가 훨씬 어렵습니다. PsiQuantum의 광자 기반 방식, D-Wave의 양자 어닐링 방식도 각자 다른 길을 걷고 있어, 양자컴퓨터 업계 전체가 여러 접근법으로 경쟁 중인 셈입니다.
용어 정리
- 큐비트: 양자컴퓨터의 기본 정보 단위로, 0과 1의 중첩 상태를 이용해 계산하는 장치
- 위상 큐비트: 정보를 한 지점이 아니라 물질의 위상적 상태에 분산 저장해 잡음에 강하게 만든 큐비트
- 마요라나 영모드: 특정 물질 안에서 마요라나 입자처럼 행동하는 준입자 상태
- 오류정정: 여러 물리적 큐비트를 묶어 오류에 강한 하나의 논리 큐비트를 만드는 기술
- 동료평가: 학술 논문을 다른 전문가들이 검토해 신뢰성을 확인하는 절차
투자자가 확인해야 할 체크리스트
- 결과가 동료평가 논문으로 공개됐는가
- 독립적인 연구팀이 재현했는가
- 물리적 큐비트 수와 논리 큐비트 수를 구분했는가
- 오류율과 연산 정확도가 함께 공개됐는가
- 특정 실험용 문제인지 실제 활용 가능한 계산인지
- 기업 홍보자료와 논문의 주장 범위가 같은가
양자컴퓨터는 장기적으로 신약 개발, 재료과학, 최적화, 암호 분야에 큰 영향을 줄 수 있는 기술입니다. 그러나 기술적 잠재력이 크다는 사실과 특정 기업의 로드맵이 예정대로 성공한다는 것은 별개의 문제입니다. 마이크로소프트 마요라나 양자컴퓨터를 둘러싼 이번 논쟁도 결국 독립 연구팀의 재현 실험과 더 직접적인 마요라나 상태 측정을 통해 결론이 날 가능성이 높습니다.
생각해볼 점
- 동료평가를 거친 논문의 주장 범위와 기업 홍보 문구가 다를 때, 어느 쪽 기준으로 기술 성과를 판단해야 할까요
- 같은 시기 마이크로소프트가 발표한 오류정정 성과와 위상 큐비트 검증 논란을 어떻게 함께 평가할 수 있을까요
- 과거 논문 철회 이력이 있는 연구팀의 새로운 발표에 학계가 더 엄격한 기준을 요구하는 것이 적절한 대응일까요