IBM "양자 상용화는 지금…2029년 무결성 양자컴 나온다"

표창희 IBM 상무 "양자 상용화는 지금…오류 완화되면 더 널리 쓰일 것"
2~3년 내로 양자컴, 슈퍼컴 뛰어넘고 2029년에 오류 정정
IBM, 올 하반기 HPC-양자컴 '하이브리드 컴퓨터' 선보일 예정

▲2024년 6월 25일 경기 고양시 킨텍스에서 열린 2024 퀀텀코리아에 전시된 IBM의 양자컴퓨터 '퀀텀'. (뉴시스)

양자 상용화 시기에 대한 설왕설래가 이어지는 가운데, IBM은 양자 상용화는 이미 도래했고 향후 2~3년 안에 양자컴퓨터가 급속한 발전을 이룰 것이란 관측을 내놓았다.

표창희 한국IBM 및 아태지역 퀀텀 엔터프라이즈 영업 총괄(상무)는 21일 여의도 한국IBM 사옥에서 기자들을 만나 "상용화에 대한 기준은 회사마다 다르지만, 이미 (저희는) 클라우드를 통해서 퀀텀 서비스 제공을 해드리고 있고 기업·기관·연구소에서 사용하고 있다"면서 "지금 수준은 유틸리티 레벨로 오류가 완화된 수준이지만 2029년이 되면 좀 더 무결성의 양자컴을 사용할 수 있을 것"이라고 말했다.

'유틸리티 레벨'이란 양자 컴퓨터가 일정 품질을 갖춰 기존 컴퓨터를 능가할 수 있는 과학적 도구로서 활용할 수 있는 수준을 말한다. IBM은 2~3년 내로 양자컴퓨터의 성능이 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘는 '양자 우위'를 달성하고, 2029년에는 양자컴퓨터가 스스로 오류를 고치는 수준에 이를 것으로 보고 있다. 오류에 대한 문제가 해결되면 양자컴퓨터가 산업 전반에 더 널리 활용될 전망이다.

현재 양자 컴퓨팅 업계의 가장 큰 난제는 양자 역학의 근본 성질로 인해 난수 계산에서 발생하는 오류이다. 큐비트에 입력된 정보는 외부 환경과 조작의 영향을 쉽게 받아, 연산 규모나 컴퓨팅 규모가 커지면 오류도 늘어난다. 현재 IT업계에서는 양자 오류를 해결하기 위한 다양한 기법들이 연구되고 있다.

표 상무는 "현재 저희는 양자컴퓨터 안에서 지금은 5000 게이트 정도를 하고 있는데, 2029년도 되면 한 1억 게이트까지는 될 수 있을 거로 보고 있다"면서 "1억 개의 게이트가 준비되면 양자 우월성 단계도 볼 수 있고, 오류 정정까지 가능하다고 예상한다"고 부연했다.

양자 게이트란 큐비트(연산단위) 상태를 변화시키는 연산을 의미한다. 양자 컴퓨터는 '얽힘'이나 '중첩' 같은 양자역학적 현상을 이용해 작동한다. 고전 컴퓨터에 사용되는 비트와 달리, 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있는 중첩 상태를 가질 수 있다. 이러한 중첩 상태를 변환시키기 위해 양자 게이트가 사용된다.

그는 "양자 우월성도 단순히 하드웨어뿐만 아니라 어떤 사용 사례, 도메인에서 양자 컴퓨터를 잘 쓰느냐에 따라 달라지므로 지금 상용화됐다고 말씀드릴 수도 있고 조금 더 오류가 완화되면 더 널리 잘 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

양자 컴퓨터는 항공·자동차 산업에서 유체역학 관련 분석이나 금융·바이오 분야에서 이용되고 있다. 복잡한 화학 분자 구조 분석부터 복잡한 금융 데이터 분석 및 예측에 쓰인다. 표창희 상무는 "우리나라에서는 통신사가 양자 통신이나 암호화 쪽을 주로 하고 있고, 제조업과 신약 개발에 (양자 컴을 활용하는데) 많은 기업이 관심을 갖고 있다"면서 "AI 로보틱스 쪽에서도 양자 컴퓨터를 활용하려고 검토하고 있다"고 부연했다.

IBM, 슈퍼컴-양자컴 결합 '하이브리드컴' 올 하반기 발표 예정

올 하반기 IBM은 고성능 컴퓨터(HPC)과 양자컴퓨터를 결합된 '퀀텀 센트릭 슈퍼컴퓨터'를 올 하반기에 발표할 예정이다. 고전 방식 슈퍼 컴퓨터의 연산 능력은 훨씬 뛰어넘으면서, 안정적으로 효율적인 컴퓨팅 자원이 될 거라는 데 IBM 설명이다.

양자 컴퓨팅 생태계를 넓히기 위해 오픈소스화한 SW개발 툴 '키스킷'(Qiskit)도 키워나가고 있다. 지난해 1.0 버전을 오픈소스화했고, 곧 1.4버전을 발표할 예정이다.

IBM에 따르면 양자컴퓨터 사용자의 74%가 키스킷을 기반으로 하고 있다. IBM을 비롯해 아이온큐(IonQ), 에저 퀀텀, 아마존 브라켓 등 8개 양자컴퓨팅 제조회사가 키스킷 기반 애플리케이션을 개발하고 있다.

IBM은 280개 이상의 기업·기관이 참여한 퀀텀 네트워크를 통해 기술 공유도 하고 있다.

표 상무는 "저희의 미션은 유용한 양자 컴퓨터를 더 빠르고 쉽고 편하게 사용할 수 있도록 하는 것"이라며 "IBM이 단순히 기술에 대한 플랫폼을 떠나서 양자 컴퓨팅의 미래를 형성하는 글로벌 커뮤니티로 자리 잡고 있다"고 강조했다.