日 양자컴퓨터 '레이메이' 구축...양자-HPC 통합 컴퓨팅 환경 만든다

일본이 양자컴퓨터와 슈퍼컴퓨터를 연계해 새로운 컴퓨팅 인프라를 구축했다. 이를 통해 독자적인 양자 연구 생태계를 구축하고 글로벌 양자 기술 경쟁에서 차별화된 경쟁력을 갖출 것으로 주목 받고 있다. 12일 퀀티뉴엄은 이화학연구소(이하 리켄)에 20큐비트 트랩 이온 양자 컴퓨터 '레이메이'를 구축했다고 밝혔다. 이 시스템은 일본 슈퍼컴퓨터인 후가쿠(Fugaku)와 연계돼 양자-HPC(하이퍼포먼스 피씨 컴퓨팅) 하이브리드 컴퓨팅 환경을 조성한다. 일본어로 여명을 뜻하는 레이메이는 퀀티뉴엄의 H1 시리즈 프로세서를 기반으로 20개의 고충실도 큐비트를 탑재하고 있다. 이 슈퍼컴퓨터는 IBM과 구글 등에서 개발한 50~100큐비트 이상의 초전도 기반 양자 컴퓨터에 비해 큐비트 적은 편이다. 다만 기존의 초전도 기반 양자 컴퓨터와 달리 트랩 이온 방식을 채택해 큐비트 간 전방위 연결성을 제공하며, 99.99% 이상 높은 게이트 연산 충실도를 유지하며 오류율을 줄이는 것에 집중한 것이 특징이다. 또한 트랩 이온 방식은 상대적으로 양자 컴퓨터에서 큐비트가 양자 상태를 유지할 수 있는 시간(코히런스 타임)을 길게 제공해 연산 도중 정보 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 레이메이의 가장 큰 특징 중 하나는 후가쿠 슈퍼컴퓨터와의 연계를 통해 양자-고전 하이브리드 연산을 수행할 수 있다는 점이다. 이를 통해 기존 슈퍼컴퓨터가 해결하기 어려운 복잡한 최적화 문제, 재료 과학 연구, 금융 모델링, 양자 인공지능(Quantum AI) 분야 등에서 높은 효율을 보일 것으로 예상된다. 이번 설치는 일본의 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO) 주도로 이루어졌으며, 퀀티뉴엄이 미국 외 지역에서 최초로 온프레미스 기반 양자컴퓨터를 구축한 사례다. 이를 통해 일본은 독자적인 양자 연구 환경을 조성하고, 글로벌 양자 기술 경쟁에서 주도적인 역할을 수행할 것으로 주목받고 있다. 레이메이의 도입으로 일본은 양자 컴퓨팅 연구에서 더욱 독립적인 생태계를 구축하고, 슈퍼컴퓨팅과 양자 컴퓨팅을 결합한 새로운 연구 모델을 시도할 수 있게 됐다.