Google Quantum AI가 양자 컴퓨팅에서 가장 비싼 재료 가운데 하나를 훨씬 저렴하게 만드는 방법을 실제 하드웨어에서 입증했다고 밝혔다. 2026년 10월 15일자 블로그에 따르면 매직 스테이트 배양(magic state cultivation)이라는 기법으로 Willow 프로세서의 오류가 약 40배 줄었다. 연구 결과는 학술지 Science에 실렸다.

매직 스테이트란

양자 컴퓨터가 쓸모 있는 프로그램을 돌리려면 완전한 연산 세트가 필요한데, 그중 일부는 매직 스테이트라는 특별한 입력에 의존한다. 연구자들은 2004년부터 오류가 적은 매직 스테이트를 만드는 일이 큰 병목이 될 것으로 내다봤다.

Google은 고품질의 오류 정정된 매직 스테이트를 만드는 데 자원이 매우 많이 들며, 일부 추정으로는 기계 용량의 최대 95%가 여기에 쓰일 수 있다고 설명했다. 게다가 한 번 쓰면 다시 쓸 수 없다.

배양 기법의 원리

이 아이디어는 Google 연구진 Craig Gidney, Noah Shutty, Cody Jones가 2024년에 발표한 이론 논문에서 나왔다. 배양은 필터처럼 작동한다. 잡음이 섞인 상태를 칩의 작은 영역에 넣고, 정교하게 맞춘 측정을 반복해 결함 있는 시도를 걸러내면 매우 깨끗한 상태만 남는다.

연구원 Emma Rosenfeld는 전기 장비의 드리프트와 온도 변화로 생긴 실험실 잡음이 기존 측정 방법을 왜곡하고 있다는 사실을 찾아냈다. 연구팀은 제어를 보강하고 배양 자체로 성능을 재는 새 벤치마크를 만들었다.

결과

Google에 따르면 Willow에서 이 방식은 다음과 같은 결과를 냈다.

  • 배양하지 않은 상태보다 오류를 약 40배 줄임
  • 논리 충실도 99.99%의 T 상태 생성
  • 정제된 상태를 거리 3 컬러 코드에서 거리 5 표면 코드로 옮기는 데 성공

독자에게 주는 의미

지금 살 수 있는 기기가 바뀌는 것은 아니다. 실용적인 양자 컴퓨터는 아직 미래의 일이고, Google도 더 큰 규모에서 입증해야 하며 기술 과제가 많이 남았다고 밝혔다. 이번 성과의 의미는 쓸모 있는 오류 정정 양자 컴퓨터에 필요한 규모와 비용 예상치를 낮췄다는 데 있다. 화학이나 소재 연구 같은 분야의 활용이 예상보다 적은 큐비트로 가능해질 수 있다.