AWS, 2028년 차세대 양자 시스템 '리브라' 도입
아마존웹서비스(AWS)가 큐에라 컴퓨팅과 내결함성 양자 컴퓨터를 클라우드 형태로 제공하는 계획을 공개했다. 양사는 2028년까지 차세대 양자 시스템 '리브라(Libra)'를 AWS의 양자 컴퓨팅 서비스인 아마존 브라켓을 통해 제공하는 것을 목표로 하고 있다고 29일 밝혔다. 이번 발표는 양자 컴퓨팅이 연구실 수준을 넘어 실제 산업과 과학 문제 해결에 활용될 수 있는 단계로 진입하기 위한 중요한 이정표로 평가된다. AWS는 내결함성 양자 컴퓨팅 기술이 상용화될 경우 기존 슈퍼컴퓨터로 해결하기 어려운 문제를 처리할 수 있을 것으로 기대하고 있다. AWS와 큐에라의 협력은 2019년부터 이어져 왔다. 양사는 2022년 256큐비트 규모의 중성 원자 기반 양자 장치 '아킬라(Aquila)'를 공동으로 선보이며 기술 검증을 진행했다. 이번에는 한 단계 더 나아가 오류 정정 기능을 갖춘 대규모 양자 시스템 개발에 초점을 맞춘다. 양자 컴퓨터는 계산 단위인 큐비트가 외부 환경에 매우 민감해 오류가 발생하기 쉽다는 한계를 안고 있다. 현재 활용되는 NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum) 시스템은 복잡한 연산을 장시간 수행하기 어렵다. 내결함성 양자 컴퓨팅은 이러한 문제를 오류 정정 기술로 해결해 실질적인 응용을 가능하게 하는 기술로 꼽힌다. 양사가 개발 중인 리브라는 '메가큐오프(Megaquop)' 수준의 성능을 목표로 한다. 수백 개의 논리 큐비트를 활용해 100만 회 이상 연속 양자 연산을 수행할 수 있도록 설계됐다. 이는 양자 컴퓨터가 과학 및 산업 분야에서 의미 있는 결과를 도출하는 데 필요한 성능 기준으로 여겨진다. 리브라는 중성 원자 방식의 리드베리 원자를 활용한다. 이 기술은 광학 트위저를 이용해 큐비트를 자유롭게 배열하고 재구성할 수 있으며, 큐비트 간 연결성을 높게 유지할 수 있다는 장점이 있다. 이를 통해 대규모 오류 정정 구조와 복잡한 양자 알고리즘 구현에 유리하다는 평가를 받는다. AWS는 특정 기술에 집중하기보다 여러 하드웨어 방식을 동시에 개발하는 전략을 유지하고 있다. AWS 양자 컴퓨팅 센터에서는 초전도 기반의 고양이 큐비트(cat qubit) 아키텍처를 적용한 '오셀롯(Ocelot)' 칩도 개발 중이다. 회사는 중성 원자와 초전도 방식이 각각 다른 장점을 갖고 있어 장기적으로 상호 보완적인 역할을 할 것으로 보고 있다. 큐에라 컴퓨팅의 최고과학책임자(CSO)인 Mikhail Lukin 교수는 "유용한 내결함성 양자 컴퓨터 실현이 더 이상 먼 미래의 목표가 아니라 현실적인 단계에 진입하고 있다"며 "AWS와 협력을 확대해 더 많은 연구자들이 대규모 양자 연산 환경을 활용할 수 있도록 지원할 것"이라고 밝혔다. AWS는 리브라가 가동되면 양자 화학, 고에너지 물리학, 신소재 개발 등 기존 컴퓨팅으로 해결하기 어려운 분야에서 새로운 연구 가능성을 열 것으로 기대하고 있다. 특히 복잡한 분자 구조 분석, 입자 상호작용 시뮬레이션, 차세대 소재 설계 등에 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 아마존 브라켓은 현재 양자 개발 프레임워크인 Qiskit, PennyLane, CUDA-Q 등을 지원하고 있다. 이에 따라 기존 사용자는 별도 환경 구축 없이 리브라가 제공되는 즉시 동일한 개발 환경에서 내결함성 양자 컴퓨팅 자원을 활용할 수 있을 전망이다.
