이석원 기자
마이크로소프트가 2월 19일 자사 첫 양자 프로세서인 마요라나1(Majorana 1)을 발표했다. 이 프로세서를 통해 양자 컴퓨터 구성 요소인 양자 비트를 높은 신뢰성으로 생성할 수 있게 됐다고 한다.
마이크로소프트는 마요라나1에 대해 마요라나 입자(Majorana particle)를 관측·제어할 수 있는 획기적인 아키텍처인 위상학적 코어를 활용해 양자 비트를 높은 신뢰성으로 확장 가능하게 생성하는 것이라고 설명했다. 마요라나1은 데스크톱 PC용 CPU보다 조금 큰 크기 본체에 8개 양자 비트를 탑재했으며 마이크로소프트에 따르면 최종적으로 100만 양자 비트까지 확장할 수 있다고 한다.
상업적으로 중요한 애플리케이션을 다룰 경우 100만 양자 비트에 대해 수조 번 연산이 필요하지만 기존 접근 방식으로는 각 양자 비트를 개별적으로 아날로그 제어해야 해서 실현이 불가능했다. 마이크로소프트가 이번에 채택한 건 오류 내성이 있는 위상학적 양자 비트를 디지털 방식으로 제어하는 방법이다.
양자 컴퓨터는 0 또는 1 단일 값을 갖는 기존 비트가 아닌 0과 1에 더해 0과 1의 양자역학적 중첩 상태를 표현할 수 있는 양자 비트를 사용해 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 속도로 정보를 처리하는 것이지만 양자 비트는 조작 시 환경 변화에 취약하다는 단점이 있다. 또 계산에는 측정이 필수적이지만 측정하면 양자 비트 상태가 변해버리는 문제도 있다.
이에 마이크로소프트가 주목한 게 위상학적 양자 컴퓨터다. 이 방법은 일반적인 것보다 안정적인 양자 비트를 만들고, 오류 정정 필요성을 줄여 처리 속도·크기·제어성 향상을 기대할 수 있다. 다만 이 위상학적 양자 컴퓨터에 필요한 마요라나 입자는 자연계에 존재하지 않아 자기장과 초전도체를 이용해 인공적으로 만들어내야 했다.
보통 전자나 양성자 같은 페르미 입자에는 반입자가 존재한다. 마요라나 입자는 자신이 그 반입자와 동일하다는 특이한 성질을 가진 입자로 이론상 존재가 지적됐고 2018년 존재가 실증됐다.
마이크로소프트는 인듐비소와 알루미늄을 사용해 원자별로 설계·제조한 위상학적 초전도체를 새로 개발했다. 이를 통해 마요라나 입자를 이용한 양자 비트를 더 단순하고 디지털적으로 제어할 수 있게 됐으며 대규모화가 용이해졌다고 한다. 또 마요라나 입자를 생성하는 데 성공했을 뿐 아니라 마이크로파를 이용해 마요라나 입자 양자 정보를 확실히 측정할 수 있다는 것도 실증했다고 마이크로소프트는 보고했다.
마이크로소프트는 100만 양자 비트 이상을 실현하는 양자 아키텍처와 수조 번에 이르는 고속이면서 신뢰성 높은 연산이 가능한 시스템이 필요하지만 이번 발표로 그 미래가 수십 년이 아닌 수년 내에 실현 가능하다는 게 입증됐다고 전했다. 이런 대규모 양자 컴퓨터가 실현되면 화학·재료과학·제조업·의료 등 분야에서 기존 고전적 컴퓨터로는 계산이 불가능한 문제를 해결할 수 있는 가능성이 있다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
한편 마이크로소프트는 2월 19일 게임에 특화된 생성 AI 모델인 뮤즈(Muse)를 발표했다. 뮤즈는 게임 내 물리 연산과 플레이어 컨트롤러 조작에 대한 게임 반응을 포함해 3D 게임 세계를 AI가 상세하게 생성할 수 있다고 한다.
영국 케임브리지에 본사를 둔 게임 개발사 닌자시오리(Ninja Theory)의 멀티플레이어 배틀 아레나 게임 블리딩엣지(Bleeding Edge)를 기반으로 학습된 뮤즈는 게임 물리 연산과 플레이어 컨트롤러 조작에 대한 게임 반응을 세밀하게 파악할 수 있다. 뮤즈 트레이닝에는 엔비디아 제품 GPU V100이 100대 사용됐다.
이를 통해 AI가 일관성 있는 다양한 게임플레이를 생성할 수 있게 된다. 또 많은 사용자가 더 이상 즐길 수 없게 된 옛 하드웨어에서 출시된 게임을 뮤즈가 학습해 어떤 디바이스에도 최적화할 수 있는 가능성이 있다고 한다. 마이크로소프트는 뮤즈로 인해 클래식 게임 보존과 체험 방식이 근본적으로 바뀌어 더 많은 플레이어가 과거 게임에 쉽게 접근할 수 있게 되기를 기대한다고 밝혔다.
뮤즈는 첫 프롬프트로 이미지 1장을 입력하면 그 이미지와 연결되는 무수한 게임플레이를 생성하는 게 가능하다. 그 외에도 컨트롤러를 조작해 생성되는 게임 내 캐릭터 동작에 지시를 내릴 수 있다.
또 마이크로소프트는 뮤즈를 포함한 모든 사용자에게 이익이 되는 도구를 공정성, 신뢰성, 안전성, 프라이버시와 보안, 포용성, 투명성, 설명 책임을 중시한 책임 있는 AI 정책에 기반해 개발을 진행하고 있다고 한다. 마이크로소프트는 앞으로도 날마다 업데이트되는 생성 AI에 관한 획기적인 성과를 도입하고 업계와 게임 개발 커뮤니티를 협력적이고 책임감 있게 지원하는 게 중요하다고 생각한다고 말했다.
한편 마이크로소프트는 뮤즈의 오픈 웨이트와 뮤즈를 사용하기 위한 인터페이스, 샘플 데이터 등을 애저 AI 파운드리(Azure AI Foundry) 내에서 공개하고 있으며 가까운 시일 내에 코파일럿랩(Copilot Labs)에서 짧은 인터랙티브 AI 게임 체험을 공개하고 누구나 이 연구 계획에 참여할 수 있는 오픈한 기회를 제공할 예정이라고 전했다.
또 엑스박스는 향후 전망으로 자사는 AI가 게임 플레이어와 크리에이터 사이에 있는 장벽과 마찰을 해소할 가능성이 있다고 믿는다고 밝히며 획기적인 AI 제품을 조기에 일반 공개하고 플레이어와 크리에이터가 공동으로 새로운 AI 기능과 능력을 시험하면서 작품을 만들어나갈 기회를 제공할 예정이라고 보고했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
