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시스코는 24일 이종 벤더와 인코딩 방식 간에 양자 정보를 변환하고 라우팅(경로 배정)할 수 있는 ‘시스코 유니버설 양자 스위치(Cisco Universal Quantum Switch)’의 연구 프로토타입을 세계 최초로 공개했다.
현재 양자 컴퓨팅 분야는 제조사별로 정보를 저장하고 전달하는 방식이 달라 시스템 간 연결에 큰 제약이 있었다. 비유하자면 각기 다른 언어를 쓰는 사람들이 모여 대화가 통하지 않는 상황과 같다. 시스코 측은 이번에 공개한 유니버설 양자 스위치가 신호를 주고받는 과정에서 인코딩 방식을 실시간으로 변환하는 특허 엔진을 탑재해, 서로 다른 시스템을 연결하는 ‘언어 장벽’을 해결하도록 설계됐다고 설명했다.
특히 이 스위치는 빛의 방향(편광), 타이밍(시간-빈), 색상(주파수-빈), 경로 등 양자 정보를 실어 나르는 주요 방식들을 모두 지원하도록 고안됐다. 시스코는 자체 개발한 얽힘 광원과 단일 광자 검출기를 활용한 실험(PoC) 결과, 양자 상태의 충실도 및 얽힘 저하율을 4% 미만으로 유지하며 정보를 안전하게 보존하는 데 성공했다고 덧붙였다. 또한 서브 나노초(ns)급의 빠른 스위칭 속도와 1밀리와트 미만의 저전력 구동 성능도 확인했다.
기술적 편의성 측면에서도 차별점을 강조했다. 상당수 양자 하드웨어가 영하 270도 이하의 극저온 환경을 필요로 하는 것과 달리, 이 스위치는 일반 상온에서 작동한다. 또한 현재 우리가 인터넷 트래픽을 주고받을 때 사용하는 기존 통신용 광섬유를 그대로 활용할 수 있다는 것이 시스코 측 주장이다. 이를 통해 별도의 거대한 냉각 장치나 특수 인프라를 구축하는 비용을 획기적으로 낮추고, 이미 깔린 네트워크 자산을 활용해 경제적인 양자 네트워크 구성이 가능해질 것으로 보고 있다.
시스코의 이머징 테크놀로지&인큐베이션 조직 ‘아웃시프트(Outshift)’를 이끌고 있는 비조이 판데이(Vijoy Pandey) 수석 부사장 겸 총괄 매니저는 “이번 발표는 시스코의 양자 프로그램에 있어 중요한 전환점이자, 양자 네트워킹이 가진 혁신적 잠재력을 보여주는 증거”라며 “양자 시스템들을 연결하는 것이 진정한 확장성을 실현하는 핵심 열쇠임을 오래전부터 인식해 왔으며, 이제 그 비전을 향한 결정적인 발걸음을 내디뎠다”고 밝혔다.
그러면서 “이번 성과는 분명 중대한 이정표이지만, 이는 시작에 불과하다”며 “앞으로 가야 할 길이 멀지만, 우리가 만들어가고 있는 것, 그리고 앞으로 펼쳐질 것들은 실로 심오한 영향을 미치게 될 것”이라고 덧붙였다.
시스코는 이번 유니버설 양자 스위치 외에도 양자 네트워크 얽힘 칩, 네트워크 인식형 양자 컴파일러(Quantum Compiler) 등을 함께 개발하며, 하드웨어부터 소프트웨어, 애플리케이션을 아우르는 ‘양자 네트워크 풀스택’ 전략을 추진하고 있다.
다만 이번 발표는 연구소 단계의 시제품 공개인 만큼, 실제 산업 현장에서 대규모로 적용되기까지는 추가적인 검증과 기술 고도화 과정이 필요할 것으로 보인다. 시스코는 향후 IBM, 큐넥트(Qunnect), 아톰 컴퓨팅(Atom Computing) 등 주요 파트너사들과의 협업을 통해 해당 기술의 실효성을 높여간다는 계획이다.
