"슈퍼컴퓨터의 10억년 연산 '단 몇 분'으로"…AWS, 양자컴퓨팅 혁신 속도

[아이뉴스24 윤소진 기자] "슈퍼컴퓨터로 10억년 걸리는 연산을 몇 분 만에 해결할 수 있는 양자컴퓨터의 핵심 과제, 오류 수정 오버헤드(오류 수정에 필요한 추가 리소스)를 최대 10배로 줄이는 기술을 개발했습니다."

시모네 세베리니 AWS 양자기술 디렉터는 24일 서울 강남구 AWS코리아 오피스에서 열린 미디어 브리핑에서 "AWS는 양자컴퓨팅 센터 설립 첫날부터 오류 수정에 초점을 맞췄다"며 AWS의 양자컴퓨팅 기술 성과와 사례를 발표했다.

"양자컴퓨팅 핵심과제 '오류수정'에 집중"

일반 컴퓨터가 0과 1의 비트를 사용하는 반면 양자컴퓨터는 '큐비트(퀀텀비트)'를 활용한다. 큐비트는 양자역학의 중첩 원리를 이용해 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있어, 특정 연산에서 기존 컴퓨터를 압도적으로 뛰어넘는 성능을 보여준다.

다만 양자컴퓨팅의 핵심 과제는 기존 컴퓨터보다 높은 오류율을 줄이는 것이다. 양자 오류 수정(QEC)은 양자 정보를 오류로부터 보호할 수 있는 기술이다. 현재 양자 컴퓨터의 오류 비율은 1%에서 0.1% 사이다. 양자 오류 수정을 위해 실제 계산에 사용되는 것보다 훨씬 많은 물리적 큐비트를 필요로 하게 된다.

세베리니 디렉터는 "최근 일부 양자컴퓨터 프로토 타입에서 1000번의 연산당 1회 수준으로 오류를 줄이는 데 성공했지만, 실제 문제 해결을 위해서는 수십억 번의 연산을 오류 없이 수행할 수 있어야 한다"며 "우리가 개발한 새로운 아키텍처는 오류 수정의 시스템 오버헤드를 5-10배로 감소시킬 수 있다"고 설명했다.

"아마존 브라켓, 비용은 '쓴 만큼'만"

AWS는 2019년 아마존 브라켓 서비스를 출시하며 양자컴퓨팅의 대중화에 나섰다. 아마존 브라켓은 AWS 고객에게 초전도, 트랩 이온, 중성 원자 및 광자 양자 컴퓨터 등 다수의 양자 하드웨어 공급자가 제공하는 양자 컴퓨팅 기술에 접근할 수 있도록 하는 서비스다. 사용한 만큼만 비용을 내면 되기 때문에 초기 투자금이 필요 없어 비용 효율성이 높다.

세베리니 디렉터는 "브라켓은 클라우드 근간 위에 양자컴퓨터가 제공되는 최초의 사례"라며 "양자컴퓨터는 수천만 달러에 달하는 고가의 장비지만, 6개월이면 구형이 된다. 브라켓을 통해 기업들은 대규모 투자 없이도 최신 양자 컴퓨팅 기술을 활용할 수 있다"고 언급했다.

클라우드 기반 양자컴퓨팅의 장점도 강조했다. 그는 ""온프레미스 방식으로 양자컴퓨터를 도입할 때 특정 기술에 종속될 뿐만 아니라, 다른 컴퓨팅 자원과의 통합도 어렵다"며 "브라켓은 AWS 클라우드와 완벽히 통합돼 있어 고객들이 익숙한 클라우스 서비스와 리소스를 함께 활용할 수 있다. 이는 기술적 리스크를 최소화하면서도 양자컴퓨팅의 이점을 최대한 활용할 수 있는 방법"이라고 부연했다.

실제 JP모건 체이스는 브라켓을 통해 미래 비즈니스 영향을 분석하고 있으며, BMW와 에어버스는 2024년 1월 AWS를 독점 클라우드 파트너로 선정해 머신러닝과 공기역학 모델링 연구를 진행 중이다. 국내에서는 서울시립대 연구팀이 비선형 유체 역학을 위한 양자 알고리즘을 개발하고 있다.

다만 상업화 시기에 대해서는 신중한 입장을 보였다. 세베리니 디렉터는 "이 기술은 아직 걸음마 단계다. 언제 비즈니스 모델로 상용화할 수 있을지는 장담할 수 없다"면서도 "장기적인 투자를 지속해 고객들에게 가치를 제공하고자 한다"고 말했다.