[초점] '수퍼컴의 1000배' 양자컴퓨터, 상업시대 열린다

기업들이 수퍼컴퓨터보다 1000배 빠른 양자컴퓨터를 활용해 상업적 필요를 충족하려는 움직임을 보이기 시작했다. 기존 컴퓨터에서 해결하기 어려운 빠르고 정확한 계산을 통해 현재 눈앞에 닥친 문제 해결을 시도하려는 것이다.

양자 컴퓨터 전문가들은 양자 컴퓨팅에 대한 첫 번째 실용적 사용이 2년 이내 기업을 중심으로 야심찬 이정표에 도달할 것이라는 언급을 하고 있다.

구글은 2년 전에 이 이정표에 도달했다고 주장했다. 그러나 실제로 그 데모는 실용적이 않았다. 그 이후로 많은 연구자들이 양자 이점을 활용한 시스템 기술을 개발하기 위해 실용적인 컴퓨팅 작업을 해결하는 데 필요한 단계적 변화에 도전했다.

이 결과 2년 이내에 양자 우위를 기반으로 한 최초의 실용적 응용 프로그램은 공식적인 양자 시대를 시작할 것으로 보인다.
문을 연 사람은 아이온큐(IonQ)의 최고경영자인 피터 채프먼이다. 아이온큐는 양자컴퓨터 스타트업 기업으로 2015년에 설립되었다. 양자컴퓨터 전문기업으로는 세계 최초로 2021년 월스트리트에 상장한 기업이다.

기술에 대한 실용적인 응용 프로그램을 찾는 시도도 빛을 보고 있다. 큐시웨어(QC ware)의 최고경영자인 매트 존슨은 “자신의 양자 소프트웨어 회사가 기업 고객이 양자 속도 향상을 위해 요청하는데 가장 먼저 도움을 제공할 것”이라고 말한다.


2021년 말 발표된 양자 하드웨어 시스템의 개선과 2년 후 출시될 시스템의 예측에 따른 장비의 전환이 촉발되고 있다.

매사추세츠 공과대학의 윌 올리버 교수에 따르면 하드웨어는 지난 2년 동안 10배 개선된 것으로 나타났다. 그는 실리콘밸리에서 최근 열린 ‘Q2B 실용적 양자 컴퓨팅 컨퍼런스’에서 “상업적으로 관련 알고리즘 생산이 가까워지고 있다”고 말했다.

오늘날의 양자 컴퓨팅은 양자 비트 또는 큐빗의 수가 여전히 제한되어 있으며, 큐빗은 몇 마이크로초 이상 양자 상태를 보유할 수 없다. 오류를 유발하거나 노이즈가 계산에 나타난다. 그러나 이 기술에서 일하는 사람들에 따르면 실제 문제를 해결하는 작지만 중요한 발전이 진행되고 있다.
양자 소프트웨어 회사인 자파타(Zapata)의 최고 경영자인 크리스토퍼 사부아(Christopher Savoie)는 “양자 지원 애플리케이션”을 개발하고 있다.

지난 해 11월에 IBM은 127큐비트를 사용하는 첫 번째 시스템을 발표하고 2년 만에 1000큐비트 이상으로 상승하는 로드맵을 확인했다. 큐비트가 많을수록 처리속도가 빨라진다.


IBM의 연구 책임자 다리오 길(Dario Gil)은 “향후 2년 동안 양자 우위를 입증할 수 있는 능력이 가능하다”고 말했다. “남은 기술적 과제를 극복한다면 현재 시스템 문제를 유용한 수준으로 줄이는 것이 가능하다”고 말했다.

리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing)은 지난 해 12월에 40큐비트 프로세서 두 대를 함께 모으는 새로운 모듈식 디자인을 기반으로 80큐비트 시스템을 발표했다.

이 새로운 아키텍처를 사용하여 2024년에는 약 1000큐비트의 시스템과 2026년에는 4000큐비트의 시스템을 보유할 것으로 예상한다.

최신 하드웨어는 획기적인 응용 프로그램을 지원할 수는 없지만 소프트웨어 개발 연구원에게는 유용한 수단이 될 수 있다. 이것은 실용적인 시스템을 프로그래밍하는 방법에 대한 이해를 가속화할 것이다.

IBM은 27개의 양자 시스템을 사용했으며, 많은 기업을 포함한 170개 조직이 현재 연구를 위해 이를 사용하고 있다고 밝혔다.

오늘날의 AI의 활용으로 기존 컴퓨터 성능 개선과 함께 양자 시스템 발전을 위한 발걸음이 빨라지고 있다. AI 기계 학습을 지원하기 위해 이미 존재하는 거대한 데이터 세트는 양자 컴퓨팅 문제의 규모와 복잡성에 대한 혁신에 큰 자극이 되고 있다.

최근 양자 컴퓨팅 분야는 보다 효율적인 알고리즘을 설계하는 작업에 주안점을 두었다. 최적화 문제 해결, 대규모 데이터 세트에서 단수 항목을 선택하는 것, 즉 더 나은 모델링에 사용할 수 있는 기술 식별에 중점을 두어 왔다.

양자 컴퓨팅의 기업 활용에 있어서는 골드만삭스가 가격을 개선하기 위해 양자 기술을 사용하는 첫 번째 은행 중 하나였으며, 폭스바겐은 제조 공정을 최적화하는 방법을 양자 컴퓨팅 프로그램을 통해 연구하고 있다.

양자 컴퓨팅의 첫 번째 실용적인 사용이 이러한 회사 중 하나에서 비롯되든, 다른 은행, 제약 회사 또는 기술을 적용하려는 제조업체 중 하나에서 비롯되든 상업분야에서 경쟁이 일어나고 있다는 것은 분명하다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com