IBM, "양자컴퓨팅 분야 가장 앞섰다…2023년 양자우위 달성" [IT돋보기]

[아이뉴스24 박진영 기자] "IBM이 양자컴퓨팅 분야에서 가장 앞서나가고 있다."

제이 감베타(Jay Gambetta) IBM 퀀텀 부사장은 15일, 'IBM 퀀텀 서밋 2021(Quantum Summit 2021)'에 앞서 진행된 온라인 기자 간담회을 통해 양자컴퓨팅 분야에서 자신감을 드러냈다.

그는 "IBM은 최초로 양자컴퓨팅을 클라우드에 올리는 등 보다 많은 사용자들이 양자컴퓨팅에 쉽게 접근할 수 있도록 지원하고 있다라며, "2023년 양자우위를 달성하고, 다양한 예시를 보여줄 수 있을 것이며, 양자컴퓨팅으로 실용적 데모를 보여줄 수 있는 시점은 몇년이 더 소요될 것이기는 하나, 향후 10년 이내 상용화가 가능할 것"이라고 강조했다.

양자우위(Quantum Advantage)란 양자컴퓨터가 슈퍼 컴퓨터의 성능을 넘어서는 현상이다. 적어도 50 큐비트(qubit) 이상 규모의 양자 컴퓨터에서 달성할 수 있다.

◆ '이글' 양자 프로세서…연산 속도 확 높인다

IBM은 오는 16일(현지시간) 열리는 'IBM 퀀텀 서밋 2021'에서는 127 퀀텀 비트(큐비트)의 새로운 '이글(Eagle)' 프로세서를 소개할 계획이다.

'이글 프로세서'는 전통적인 컴퓨터로는 완벽히 보여줄 수 없는 성능을 제공하는 양자 상태를 가진 IBM 최초의 양자 프로세서다.

1 또는 0 의 이진 상태로만 존재할 수 있는 전통적인 비트(bit)와 달리, 1과 0 이 동시에 중첩될 수 있는 큐비트 기반이다. 양자 프로세서에 1 큐비트가 추가될 때마다 수행 가능한 최대 연산 성능 역시 두 배로 늘어난다.

127 큐비트 프로세서의 양자 상태를 일반적인 비트로 나타내기 위해서는 전 세계 약 75억 이상의 인구를 구성한 원자의 숫자를 모두 합한 것보다 더 많은 숫자가 필요하다는게 IBM 측의 설명이다.

양자 시스템의 성능은 양자의 규모, 퀄리티, 속도 등 세가지 지표로 이뤄진다. 이번에 발표한 '이글' 프로세서는 IBM이 개발한 최초의 100 큐비트 이상의 양자 프로세서다.

제이 감베타 부사장은 "이번 이글 프로세서는 이전과 비교해 규모가 2배 이상 높아진 것으로, 향후 3가지 기준을 지속적으로 높여갈 것"이라면서, "IBM은 클라우드를 통한 접근, 오픈소스 제공, 하드웨어 개발 등을 통해 보다 많은 사람들이 양자컴퓨팅을 활용할 수 있도록 힘쓸 것"고 전했다.

◆ 연세대와 양자 컴퓨팅 데이터 센터 설립

IBM 측은 질적으로 높은 수준을 유지함과 동시에 큐비트 수를 크게 증가시킴으로써 한 차원 높은 수준의 복잡한 실험이나 애플리케이션 실행이 가능해진다고 설명했다.

예를 들어, 에너지 분야나 신약 개발 등 여러 분야에서 사용되는 새로운 분자와 물질의 모델링 작업, 보다 정확한 금융 사기 탐지 등에 활용할 수 있다.

국내에서는 최근 연세대학교와 'IBM 양자 컴퓨팅 데이터 센터'를 설립한다는 계획을 발표했다. 이는 미국, 독일, 일본에 이어 세계 네 번째다.

연세대와 IBM은 양자 컴퓨팅에 대한 학술 연구, 양자 컴퓨팅 활용을 위한 소프트웨어 개발, 산업 내 필요한 양자 컴퓨팅 자원 제공 등 양자 컴퓨팅 연구를 위해 협력할 계획이다.

연세대는 이를 통해 한국이 반도체, 전자, 자동차 기술 산업에서 이룬 성공에 이어 차세대 국가 양자 기술 역량을 개발하고 육성할 수 있는 좋은 기회를 갖게 될 것이라는 기대감을 보였다.

제이 부사장은 "이글 등 퀀텀 프로세스가 설치된 IBM 양자 컴퓨터 머신이 한국에 설치되는 것으로, 이를 통해 한국에서 양자컴퓨팅 생태계가 가속화될 것"이라면서, "연세대와 소프트웨어 개발, 리서치는 물론 바이오, 의료 등 시너지가 높은 산업 분야와 접점을 찾으면서 협력을 강화할 것"고 밝혔다.

◆ 차세대 양자 시스템 'IBM 퀀텀 시스템 투'

이와 함께 차세대 양자 시스템인 'IBM 퀀텀 시스템 투(IBM Quantum System Two)'에 관한 계획도 밝혔다.

'IBM 퀀텀 시스템 투'는 다가오는 양자 우위 시대에 유용하게 사용될 것으로 보인다.

IBM 퀀텀 시스템 투는 크게 늘어난 큐비트 수를 다룰 수 있도록 설계됐다. 사용자가 큐비트를 다룰 수 있는 제어용 전자 장치와 양자 성질이 나타날 수 있을 만큼 충분히 낮은 온도에서 큐비트를 유지하는 극저온 냉각이 포함된다.

또한 냉각 시스템 내부가 육각형 공간으로 되어 있는데, 이는 대형 프로세서에 필요한 지원 하드웨어 공간을 극대화하는 동시에 엔지니어가 쉽게 하드웨어에 접근할 수 있도록 한다.

'IBM 퀀텀 시스템 투'를 통해 양자 컴퓨팅의 미래가 어떤 모습일지, 진정한 양자 데이터 센터의 모습을 엿볼 수 있을 것이라고 IBM측은 설명했다.

오는 2023년 뉴욕 요크타운 하이츠 위치한 IBM 리서치 본사에서 가동될 예정이다.

다리오 길 IBM 리서치 수장은 "양자 컴퓨팅은 거의 모든 분야를 변화시킬 수 있는 힘을 가지고 있으며, 우리 시대의 가장 큰 난제를 해결하는 데 도움이 될 것"이라면서, "IBM 은 양자 하드웨어 설계를 빠르게 발전시키고, 양자 컴퓨팅 도입에 반드시 필요한 글로벌 에코시스템을 조성하기 위해 지속적으로 노력할 것"이라고 말했다.