Microsoft Majorana 1: 측정 결과와 남은 쟁점

Microsoft는 2025년 2월 실험용 칩 Majorana 1과 이른바 ‘토포컨덕터’ 재료 플랫폼을 발표하며 이를 위상 큐비트로 가는 경로라고 설명했다. 함께 공개된 동료평가 연구가 입증한 범위는 더 좁다. 반도체-초전도체 하이브리드 소자에서 양자점 간섭계를 이용해 페르미온 패리티를 읽는 실험이었다.

이 연구는 새로운 물질 상태의 확정적 발견, 작동하는 위상 큐비트 8개, 논리 큐비트, 오류 정정 또는 유용한 알고리즘을 입증하지 않았다. Microsoft의 확장 목표는 연구 로드맵이다.

출처: Microsoft

위상 양자 컴퓨팅의 목표

일반적인 큐비트는 환경 잡음에 민감하다. 위상 방식은 양자 정보를 공간적으로 분산해 국소 교란에 덜 민감하게 만드는 것을 목표로 한다. 마요라나 영 모드는 적절한 초전도체-반도체 구조에서 나타날 것으로 예상되는 준입자 상태다.

Microsoft의 2025년 소자는 인듐 비소와 알루미늄 층을 결합했다. 연구진은 자기장, 게이트 전압, 초전도 근접 효과를 조절해 나노와이어 끝에 마요라나와 유사한 상태를 만들고자 했다.

출처: Physical Review

출처: Microsoft

Nature 논문이 실제로 측정한 것

Nature 논문은 양자점을 하이브리드 와이어에 연결해 간섭 측정을 수행했다. 짝수와 홀수 페르미온 패리티는 약 1펨토패럿의 양자 정전용량 변화로 구분됐다.

출처: Microsoft

출처: Nature

저자들은 약 3.6마이크로초의 최적 판독 구간, 1밀리초를 넘는 패리티 체류 시간, 선택한 조건에서 약 1%의 단일 판독 할당 오류를 보고했다. 이 1%는 전체 양자 계산의 오류율이 아니라 특정 패리티 판독 실험의 지표다.

출처: Microsoft

핵심 불확실성

논문은 신호가 위상적 마요라나 영 모드에서 비롯됐는지, 위상적이지 않은 안드레예프 결합 상태에서 비롯됐는지 확정하지 못했다. 서로 다른 미시적 원인이 비슷한 전기 신호를 만들 수 있으므로 이 구분은 중요하다.

2026년 6월 공개된 비판은 이 플랫폼의 위상 갭 증거 해석에 이의를 제기했다. 독립적 재현, 다른 측정법, 공개된 원시 데이터가 여전히 필요하다.

하나의 소자에서 대형 프로세서로

Microsoft는 네 개의 마요라나를 사용하는 ‘테트론’ 단위와 이를 디지털 제어로 연결하는 구조를 제안한다. Majorana 1 이미지에는 8개 단위가 있고 장기적으로 100만 큐비트 밀도를 목표로 한다. 구조가 8개 보인다고 해서 작동하고 얽힌 위상 큐비트 8개가 시연됐다는 뜻은 아니다.

출처: Microsoft

출처: Microsoft

아직 필요한 증거에는 논리 상태 준비, 브레이딩 또는 동등한 보호 게이트, 여러 큐비트 얽힘, 실시간 오류 정정, 규모 증가에 따른 논리 오류 감소, 검증 가능한 알고리즘이 포함된다. 제조 수율, 배선, 극저온 제어, 판독 간 간섭도 해결해야 한다.

Majorana 2와 이후 주장

Microsoft는 이후 Majorana 2 접근법과 InAs–InAsSb/납 재료 적층을 발표했다. 회사와 관련 프리프린트는 평균 약 20초의 패리티 수명을 보고했다. 이는 2025년 소자와 다른 재료 세대이며, 독립적으로 검증된 논리 큐비트 시연으로 간주할 수 없다.

2029년 목표, 양자화학 가속, DARPA 프로그램 선정은 상용 능력의 검증이 아니라 연구 및 평가 단계다.

암호와 응용 주장

충분히 큰 오류 정정 양자 컴퓨터는 RSA와 타원곡선 공개키 암호를 위협할 수 있다. 현재 Majorana 소자가 암호를 해독할 수 있다는 뜻은 아니다. 대칭키 암호는 영향 방식이 다르며, 보안 기관들은 이미 양자내성 알고리즘 전환을 추진하고 있다.

화학, 재료, 최적화 응용도 논리 큐비트, 낮은 오류, 고전적 방법 대비 검증된 우위를 요구한다. 큐비트 밀도만으로 유용한 계산이 보장되지 않는다.

Microsoft 투자 관점

Microsoft (MSFT )는 Azure, 기업용 소프트웨어, 보안, 생산성 도구, 게임에서 대부분의 수익을 얻는 다각화 기업이다. Majorana 연구는 장기적이고 위험이 큰 선택지이며 현재 실적의 핵심 동력이 아니다.

출처: Statista

출처: Microsoft

AI와 클라우드 투자는 데이터센터, 전력, 감가상각, 경쟁, 규제 위험을 수반한다. 양자 연구에는 과학적 검증, 공학적 확장, 인력, 긴 상용화 기간이라는 별도 위험이 있다.

출처: Microsoft

출처: Microsoft

투자자는 회사 발표와 동료평가 증거를 구분하고, 기술 이정표가 실제 매출·고객 사용·자본비용으로 연결됐는지 확인해야 한다.

결론

Majorana 1 연구의 가장 강한 결과는 하이브리드 나노와이어에서 빠른 단일 패리티 판독 방법을 시연한 것이다. 새로운 물질 상태를 확정하거나 작동하는 위상 양자 프로세서를 보여준 것은 아니다.

진전은 위상 상태와 일반 상태의 구분, 독립 재현, 논리 큐비트, 보호 게이트, 오류 정정, 유용한 알고리즘으로 평가해야 한다. 그 증거가 나오기 전까지 100만 큐비트 목표는 조건부 로드맵이다.

Microsoft 최신 소식