[Nature] Microsoft 양자 컴퓨팅, 새로운 도전에 직면

분석 결과, Microsoft가 최초의 위상 큐비트를 생성했다고 주장하는 근거가 되는 프로토콜에 허점 발견

한 물리학자는 Microsoft가 최초로 ‘위상 큐비트(topological qubits)’를 만들었다는 주장의 근거가 되는 테스트에 의심을 던지고 있다. 이러한 비판은 Microsoft 주장의 타당성에 대한 추측이 늘어나는 가운데 제기되었다.

Microsoft는 2월 19일에 다른 접근 방식보다 정보 손실에 더 강한 양자 컴퓨터로 이어질 수 있는 획기적인 방식을 발견했다고 발표했다. 하지만 이러한 주장을 뒷받침할 심사평가 논문이 없어서 일부 연구자들은 회의적인 시각을 보였다. Nature에 실린 관련 논문은 미래의 위상 큐비트에서 판독값을 측정하는 방법을 설명했지만, 그 존재를 증명하지는 않았다.

이와 관련하여 Microsoft 대변인은 “네이처 논문은 우리의 접근 방식을 설명했지만, 우리의 진전에 대해서는 언급하지 않았다”고 성명을 통해 말했다. 이 논문은 출판되기 거의 1년 전에 제출되었고, 그 이후로 “엄청난 진전이 있었다”라고 전했다.

영국 세인트 앤드류스 대학(University of St Andrews, UK)의 이론물리학자인 헨리 레그(Henry Legg)는 사전 인쇄본으로 게시된 최신 비판에서, 위상 큐비트가 작동하는 데 필요한 전자의 집단행동에서 발생하는, 아직 발견되지 않은 준입자인 마요라나(Majoranas)를 찾기 위해 마이크로소프트가 사용하는 테스트 방법에 대한 우려를 제기했다.

토폴로지 갭 프로토콜(Topological Gap Protocol, TGP)로 알려진 이 테스트는 2월 19일 Microsoft 발표에서 언급되지 않았다. 하지만 동 회사는 이후 Nature의 뉴스팀과 온라인 댓글에서 TGP를 사용하여 토폴로지 큐비트(topological qubits)를 만들었다고 밝혔다. 레그는 “TGP에 결함이 있기 때문에 큐비트의 기초 자체가 존재하지 않는다”라고 말한다.

워싱턴 레드먼드에서 Microsoft의 양자 컴퓨팅 추진을 이끄는 이론 물리학자 체탄 나야크(Chetan Nayak)는 큐비트 주장을 고수하고 있다. 그는 “이러한 비판은 레그가 우리 논문에 대해 허수아비를 만들고 그것을 공격한 것으로 요약할 수 있다”라고 말한다.

마요라나 테스트(A Majorana test)

마요라나는 이전부터 찾기 힘든 것으로 판명되었다. 나중에 여러 가지 주장된 목격담이 마요라나 모방으로 판명되었고, 어떤 경우에는 철회로 이어졌다.

2022년, 마이크로소프트 연구원들은 TGP가 ‘높은 확률’로 마요라나를 간접적으로 식별할 수 있다고 보고하는 사전 인쇄물을 게시했다. 사전 인쇄물은 나중에 Physical Review B ( PRB )에 게재되었다. 이 테스트는 초저온 금속의 미세한 샌드위치에 대한 전자 측정에 의존한다. 측정이 마요라나의 특정한 특성을 나타내면 장치는 ‘통과’하고 모호한 입자를 호스팅한다고 한다.

스위스 바젤 대학(University of Basel in Switzerland)의 레그와 그의 동료들은 이 테스트가 거짓 양성 반응, 즉 마요라나의 유용한 특성이 없는 전자적 특성을 가진 도플갱어에 의해 속일 수 있다고 보고했다.

레그는 최근의 비판에서 프로토콜의 추가적인 결함을 보고했다. 그는 PRB 논문의 데이터를 검토하면서 전자 측정을 수행했을 때 자기장 강도 범위와 같은 외부 조건에 큰 차이가 있음을 발견했다. 이 테스트는 장치의 내재적 속성을 측정하기 위해 설계되었으며, 따라서 마요라나가 포함되어 있는지 여부를 측정하기 위해 설계되었다. 다만, 레그는 다양한 조건으로 인해 테스트가 일관성 없는 풍향계가 되었다는 것을 발견했다.

그러나 나야크는 이러한 비판을 받아들이지 않는다. “범위는 우리가 설명하는 초기 스캔에서 나오며, 우리는 항상 전체 데이터를 분석한다”라고 그는 말한다.

레그에 따르면 또 다른 문제는 Microsoft가 공개적으로 공유한 프로토콜을 구현하는 코드의 핵심 매개변수가 PRB 논문의 설명과 다르다는 것이다. Nature의 뉴스팀에서 이 문제에 대해 물었을 때 나야크는 “레그는 우리가 설명한 프로토콜과 구현된 코드 사이에 차이가 있다고 주장한다. 이는 사실이 아니므로 문제가 되지 않는다”라고 말했다. 레그는 나야크가 이전에 자신에게 보낸 이메일에서 이 차이를 인정했고 수정 사항을 발표할 계획이었지만 마음을 바꾸었다고 전했다.

네덜란드 라이덴 대학(University of Leiden in the Netherlands)의 이론 물리학자인 카를로 베나커(Carlo Beenakker)는 레그의 비판은 “확실히 타당하다”고 말하지만, 그는 Microsoft의 위상 큐비트 생성 목표에 대해 “열광적”이라고 말한다. 그는 “기본적으로 ‘나는 믿지 않는다’고 말하는 다른 사람들에게 주의가 산만해지지 않는 사람들을 깊이 존경한다”고 말한다.

네덜란드 델프트 공과대학(Delft University of Technology in the Netherlands)의 이론 물리학자 안톤 아흐메로프(Anton Akhmerov)는 “레그의 비판은 Microsoft 연구자들의 공개적인 입장을 필요로 한다”고 말했다. Microsoft 대변인은 PRB 편집자들이 레그의 비판에 대해 연락하면 공식적으로 응답할 것이라고 전했다.

*Source : https://www.nature.com/

Dan Garisto, Microsoft quantum computing ‘breakthrough’ faces fresh challenge, 07 March 2025 (NATURE NEWS)