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'양자 컴퓨터'통합검색 결과 입니다. (154건)

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양자컴퓨터 국내 첫 도입한 연세대…IBM과 불치병 잡을까

연세대학교가 국내 최초이자 대학으로서는 전 세계 두 번째로 양자컴퓨터를 도입했다. 설치된 양자컴퓨터는 바이오·제약 부문에 주로 활용되며 항공 우주, 화학, 물리학, 소재 과학 등 다양한 연구에 활용될 전망이다. 연세대학교는 20일 인천 연수구 송도캠퍼스에서 IBM과 간담회를 개최하고 양자컴퓨터 도입 배경과 사업 계획 등을 발표했다. 연세대학교에 설치된 양자컴퓨터는 'IBM 퀸텀 시스템 원(IBM Quantum system One)'이다. 이를 통해 한국은 미국, 캐나다, 독일, 일본에 이어 IBM 퀸텀 시스템 원이 설치된 5번째 국가가 됐다. 이 양자컴퓨터는 127큐비트 IBM 퀸텀 이글 프로세서 기반으로 현재 슈퍼컴퓨터를 넘어서는 2의 127제곱(39자리 자연수) 규모의 연산을 한 번에 수행할 수 있다. 다만 아직 양자컴퓨터 특유의 불안정성으로 인한 오류 제어가 어려워 슈퍼컴퓨터를 완전히 대체하진 못한다. IBM코리아 표창희 상무는 "현재 오류를 파악하고 복구하는 기술을 연구 개발 중"이라며 "오는 2029년까지 관련 기술을 완성해 안정성을 높일 것"이라고 밝혔다. 연세대 송도캠퍼스에 설치된 IBM 퀀텀 시스템 원은 IBM의 자산으로 연세대에서 사용할 수 있는 라이선스를 제공하는 방식으로 해마다 라이선스를 갱신한다. 지난 7월 15일 한국으로 배송돼 9월 30일께 설치됐으며 연구 개발을 위한 지원 센터가 내년 3~4월 추가로 완공될 예정이다. IBM 퀀텀 시스템 원은 가로세로 2.7m의 거대한 케이스 형태이며 가운데 실린더에 큐비트 칩셋이 설치돼 있다. 실린더는 외부의 영향을 차단하고 온도를 낮추기 위한 3개의 레이어로 나눠져 있다. 실린더 내부는 큐비트 칩셋을 안정화하고 초전도 상태를 유지하기 위해 절대온도인 영하273도를 유지한다. 이를 위해 3개로 나눠진 레이어를 통해 순차적으로 온도를 낮추며 헬륨 동위원소인 헬륨3를 이용한다. 이 양자컴퓨터는 연세대 송도 캠퍼스에서 주력하는 의료, 제약 분야에 집중적으로 쓰일 전망이다. 정재호 연세대 융합과학기술원장(양자사업단장)은 "최근 미국 화이자에서 공개한 혈우병 유전자 치료제 '베크베즈'는 1회 투여에만 46억원이 든다"며 "신약을 개발과 연구에 워낙 막대한 시간·비용이 소모되기 때문에 가격을 현실화하기 어렵다"고 설명했다. 이어 "양자컴퓨터로 연산 비용을 줄인다면 수백 배 이상 저렴한 약을 만드는 것이 가능해질 것"이라며 "이번 양자컴퓨터 도입도 암이나 유전병 등의 치료를 해결하려는 데 있다"고 밝혔다. 연세대는 보다 효과적인 연구를 위해 추후 병원, 의료기업과의 파트너십 체결을 위한 논의도 진행할 예정이다. 이 밖에도 항공 우주를 비롯해 화학, 물리학, 소재 과학 등 다양한 분야의 연구에도 양자컴퓨터를 사용할 수 있도록 지원할 계획이다. 특히 세계적으로 양자컴퓨팅 역량을 강화하기 위해 교육 및 연구를 진행하는 경우 비용이나 기술 지원 등의 혜택을 제공한다는 방침이다. 또 연세대는 양자 연구 및 생태계 조성을 확대하기 위해 양자생태계운영센터, 양자컴퓨팅기술지원센터, 양자컴퓨팅센터를 포함하는 양자사업단을 신설한다. 양자사업단은 향후 연구시설 확충, 양자 알고리즘 개발 지원, 인재 양성을 위한 교육 및 자료 개발 등의 활동을 진행할 예정이다. IBM은 양자컴퓨터 구축 외에 기술 지원 및 인력 양성 등에도 참여한다. 보다 효율적으로 양자컴퓨터를 활용하고 배울 수 있도록 개발 도구 등도 지원한다. 키스킷(Qiskit)이 대표적으로, 기존 컴퓨터와 작동 방식이 다른 양자컴퓨터용 소프트웨어(SW)를 보다 간단하게 개발할 수 있도록 지원하는 개발도구다. 키스킷은 최근 AI 분야에서 활발히 쓰이는 파이썬 기반으로 개발 경험이 있는 전문가의 경우 빠르게 익숙해질 수 있다. 또 오픈소스 기반으로 특정 하드웨어에 종속되지 않고 다양한 플랫폼에서 사용 가능하다. 표 상무는 "최근 출시한 킷스킷 1.0 버전은 대규모언어모델(LLM)이 적용돼 프롬프터에 자연어를 입력하는 것 만으로 양자컴퓨터용 파이썬 코드를 작성할 수 있다"며 "이를 통해 개발 경험이 없거나 양자컴퓨터에 익숙하지 않은 사람들도 접근할 수 있는 환경을 마련했다"고 밝혔다. 정재호 연세대 양자사업단장은 "양자컴퓨팅 분야는 2023년부터 2030년까지 55억 달러 이상의 성장이 예상되는 유망한 분야"라며 "국내 최초로 도입된 양자컴퓨터를 통해 산업 전반의 '양자 문해력'을 증진하고 상생 협력의 기반을 제공할 것"이라고 강조했다.

2024.11.20 14:56남혁우

MS, 세계 최초 양자컴퓨터 논리적 큐비트 24개 달성…상용화 눈앞

마이크로소프트가 세계 최초로 24개의 논리적 큐비트를 얽힘 상태로 구현했다. 양자컴퓨팅 분야에 새로운 기술 이정표를 달성하며 상용화 단계에 한 발짝 다가갔음을 시사한다. 크리스타 스보어 마이크로소프트 첨단 양자 개발팀 리더는 19일(현지시간) 미국 시애틀에서 열린 연례 개발자 컨퍼런스 '마이크로소프트 이그나이트 2024'에서 양자컴퓨팅 분야 성과를 발표했다. 마이크로소프트는 아톰컴퓨팅과 협업을 통해 중성 원자를 기반으로 24개의 논리적 큐비트를 만드는데 성공했다. 또 논리적 큐비트에서 오류를 감지 후 수정하고 계산을 수행하는 기능도 확보하며 큐비트의 기본 오류율을 41.5%에서 9.5%로 낮췄다. 크리스타 스보어 리더는 "이번에 구축한 양자컴퓨터는 양자 클라우드 컴퓨팅 서비스인 애저 퀀텀 플랫폼과 양자 컴퓨팅 연구를 위한 애저 엘레멘츠를 안정적으로 지원한다"며 "과학적 연구와 산업적 활용 모두 지원할 수 있다"고 밝혔다. 마이크로소프트는 24개의 논리적 큐비트가 모두 논리적으로 얽히는 상태를 구현하며 역대 최대 기록을 달성했다. 캣 상태라고도 하는 얽힘 상태는 큐비트가 중첩되는 것으로 양자컴퓨터 구현을 위한 필수적으로 요구되는 기술이다. 해당 상태를 가장 큰 규모로 성공함에 따라 앙쟈컴퓨터의 상용화를 위한 기술이 일보 발전한 것으로 평가된다. 크리스타 스보어 리더는 이번 성과를 낼 수 있었던 요인으로 중성 원자 큐비트를 지목했다. 전하를 띠지 않는 중성 원자는 전하를 띄고 있지 않아 서로 간섭하지 않으므로 밀집된 배치가 가능하며, 전기적 잡음에 덜 민감해 안정적인 양자 연산이 가능하다. 특히 개발에 참여한 아톰컴퓨팅의 중성 원자 큐비트는 99.6%의 이중 큐비트 게이트 정확도를 기록하며, 높은 수준의 오류 수정이 가능함을 입증한 바 있다. 이번에 발표된 양자 컴퓨팅 시스템은 오늘부터 사전 주문 가능하며 내년부터 정식 서비스될 예정이다. 이 시스템은 화학, 재료 과학, AI 모델 학습 등 다양한 분야에서 복잡한 문제를 해결할 수 있는 도구로 사용될 전망이다. 또 최근 급격하게 성장 중인 새로운 AI 모델 학습 데이터를 생성하는 데 활용될 수 있다. 벤 블룸 아톰컴퓨팅의 창립자이자 최고경영자(CEO)는 "마이크로소프트와의 협력을 통해 논리적 큐비트를 상업적 양자컴퓨터 수준으로 다가가는 중요한 이정표를 세웠다"며 "이 시스템은 화학, 재료 과학 등 여러 분야에서 빠른 진전을 가능케 할 것"이라고 말했다. 크리스타 스보어 리더는 "점차 양자 컴퓨팅이 실질적인 과학적 및 산업적 문제를 해결할 수 있는 도구로 자리 잡고 있다"며 "논리적 큐비트와 애저 퀀텀 플랫폼의 결합은 이를 가속하는 계기가 될 것"이라고 강조했다.

2024.11.20 08:26남혁우

구글, 엔비디아 슈퍼컴으로 양자컴퓨팅 개발한다

인공지능(AI) 반도체 기업 엔비디아가 구글 지주회사 알파벳과 손잡고 양자 컴퓨팅을 설계한다고 미국 블룸버그통신이 18일(현지시간) 보도했다. 블룸버그에 따르면 이 회사들은 이날 성명을 내고 "구글 양자 AI 부문이 양자 컴퓨터 설계 속도를 높이기 위해 엔비디아 Eos 슈퍼컴퓨터를 사용할 계획이다"고 밝혔다. 이번 합의에 따라 엔비디아는 구글에 AI 가속기 칩으로 구동되는 거대한 컴퓨터를 제공하기로 했다. 이 컴퓨터를 사용하면 일주일 걸리던 작업을 몇 분 내에 처리할 수 있다고 엔비디아 측이 설명했다. 양자 역학을 이용하는 양자 컴퓨팅은 반도체 기반 기술보다 훨씬 빠른 처리 속도를 자랑한다. 최근 들어 여러 회사들이 양자 컴퓨팅 분야에서 돌파구를 찾았다고 주장하고 있다. 하지만 대규모 상용 양자 컴퓨터를 완성하기까지는 수 십 년이 더 걸릴 수도 있다고 블룸버그가 지적했다.

2024.11.19 16:43유혜진

SDT-애니온, 합작법인 내달 설립…"엔비디아 슈퍼칩과 연동한 20큐비트 시스템 첫 생산"

SDT가 애니온과 손잡고, 엔비디아 슈퍼칩과 연동한 20큐비트 시스템 생산에 들어갈 전망이다. 양자표준기술 전문기업 SDT(대표 윤지원)는 세계적인 양자 컴퓨팅 선도기업 애니온 테크놀로지스(Anyon Technologies)와 초전도 양자 컴퓨터 구축을 위한 합작법인(JV)을 올해 말까지 설립하기로 했다고 19일 밝혔다. 양사는 각사의 기술 IP와 인프라를 결합, 글로벌 시장을 선도할 완성형 양자 컴퓨터 솔루션을 개발할 계획이다. 이를 한국을 포함해 중동과 동남아시아 등 아시아 전역에 공급할 계획이다. 이번에 국내에 설립할 JV는 SDT의 생산 시설과 인프라를 활용해 QPU(양자처리장치, Quantum Processing Unit)를 제외한 모든 양자 컴퓨팅 부품의 제조와 조립을 진행한다. 윤지원 대표는 "한국을 중심으로 안정적인 공급망과 제조 체계를 구축해 나가기로 했다"며 "내년 초전도 양자컴 전체 시스템 1대 이상, 양자 냉동기 3대 이상 시범 생산 뒤 본격 양산에 들어간다"고 말했다. SDT가 초전도 양자컴퓨터 제조· 조립· 설치 전과정 "책임" 애니온 테크놀로지스는 지난 2021년부터 대규모 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅 환경에서 최고의 확장성과 성능을 발휘하는 고성능 초전도 양자 프로세서와 온칩 제어 기술, 마이크로파 양자 네트워킹 구조 등 다양한 첨단 양자 기술을 개발해 왔다. 애니온은 초전도 기반 양자 컴퓨팅 분야에서 독점적인 IP도 보유했다. 특히 양자 냉동장치인 '희석냉동기'(Dilution Fridge)와 QPU 제작에 강점이 있다. 20큐비트 QPU 생산은 물론 100큐비트, 1000큐비트로 확장 가능한 큐비트 아키텍처를 보유했다. 애니온은 이번 JV설립을 통해 '희석냉동기' IP를 SDT에 독점 공급하기로 했다. 또 20큐비트 QPU의 생산 및 납품을 담당할 예정이다. SDT는 애니온 테크놀로지스 IP와 SDT 하드웨어/소프트웨어 역량을 결합, 초전도 양자 컴퓨터의 제조, 조립, 설치 전 과정을 책임진다. 특히, 양사의 이번 JV 첫번째 생산 제품은 NVIDIA의 그레이스 호퍼 슈퍼칩(Grace Hopper Superchip)과 연동하는 20큐비트 시스템을 생산할 계획이다. 양사는 이번 JV 설립을 계기로 아시아 내 양자 컴퓨팅 분야에서 유일하고 강력한 협력모델을 제시할 수 있을 것으로 기대했다. 윤지원 대표는 "애니온 큐비트의 확장 가능성과 QPU간 네트워크 기술은 향후 큐비트 규모 확장에 빠르게 대응하며 진정한 양자 인터넷으로 나아가는 길을 선도할 것"으로 내다봤다. 향후 IP와 확장성 지원을 담당하는 애니온 테크놀로지스는 차세대 양자연산 및 머신러닝 IP 개발 등 소프트웨어 영역에서의 혁신을 주도할 계획이다. 또 계측장비를 비롯한 생산 인프라와 산업적 기반을 제공하는 SDT는 양자 컴퓨팅 및 하이브리드 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야에서 기술력을 더욱 강화, 확대해 나갈 계획이다. 양사는 공동 영업 마케팅 진행을 통해 아시아 시장을 비롯한 글로벌 양자 컴퓨팅 시장에서의 입지를 넓혀 나갈 방침이다. 윤지원 대표는 “이번 합작법인 설립은 SDT와 애니온 테크놀로지스가 초전도 양자 컴퓨팅 분야에서 아시아를 넘어 글로벌 리더십을 확립하는 기틀을 마련하였다는 점에서 의미가 크다"고 말했다. 윤 대표는 “애니온 테크놀로지스의 독창적 IP와 기술을 바탕으로 아시아 지역 내 초전도 양자 컴퓨터의 상용화를 위한 모든 제조와 공급 과정을 선도해 나갈 것"이라고 덧붙였다. 애니온-SDT, 엔비디아 쿠다 플랫폼 한국·싱가포르서 첫 도입 한편, 애니온 테크놀로지스의 양자 컴퓨팅 시스템은 NVIDIA의 CUDA-Q 플랫폼과의 연동으로 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅(hybrid quantum-classical computing) 영역을 선도하고 있다. 특히, 금융 서비스부터 AI에 이르는 다양한 분야 혁신을 이끌 것으로 주목받고 있다. 애니온 테크놀로지스과 NVIDIA의 하이브리드 양자 컴퓨팅 플랫폼의 첫 번째 도입은 SDT와의 협력을 통해 싱가포르와 한국에서 이루어질 예정이다. 윤지원 대표는 "SDT는 솔루션 구현 및 양산을 위한 제조 전문성을 제공, 사용자들에게 세계 최고 수준의 컴퓨팅 솔루션을 제공하고 향후 하이브리드 시스템의 확장에도 기여해 나갈 방침"이라고 강조했다.

2024.11.19 10:37박희범

양자컴퓨팅 '나선성' 원리 세계 첫 규명…"스마트폰· 자동차 혁신 기대"

양자 컴퓨팅 계산 분야 패러다임을 바꿀만한 연구결과가 처음 공개됐다. 스마트폰이나 자동차 등에서 혁신적인 변화가 기대됐다. POSTECH(포항공과대학교)은 김범준 물리학과 교수 연구팀이 전이금속 칼코겐화합물에서 '나선성 전하 밀도파'(Chiral Charge Density Wave, CDW)' 발생 원리 등의 메커니즘을 세계 최초로 규명했다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 물리학계 국제 학술지 '네이처 피직스(Nature physics)' 온라인판에 게재됐다. 이 연구에는 POSTECH 물리학과 석박사 통합과정생으로 재학중인 김광래·김현우·하승혁 연구원과 김기석 교수, 복진모 연구원 등이 참여했다. '나선성(Chirality)'은 물체가 자기 거울상과 대칭되지 않고 구별되는 현상이다. 전자 등의 입자 배치와 상호작용에 영향을 미치며, 양자 컴퓨팅의 속도를 획기적으로 높일 수 있다. 이 때문에 스마트폰과 컴퓨터, 자동차 등 다양한 분야에서 혁신을 이끌 것으로 기대된다는 것이 연구진 설명이다. 그러나 아원자 수준부터 생명체에 이르기까지 자연계에 널리 존재하는 나선성의 형성 원리는 아직까지 명확히 밝혀진 것이 없다. 연구팀은 자체 개발한 라만 분광 장비와 미국 아르곤연구소 장비를 이용해 빛의 비탄성 산란을 실험했다. 이를 통해 물질 내 원자 진동을 추적하고, 나선성 구조가 형성되는 과정을 세밀하게 분석했다. 연구팀은 전자가 재배치되면서 전하 밀도파가 발생할 때 원자들은 새로운 위치로 이동, 결정 구조가 변화하게 된다. 이 원자들의 움직임은 특정 형태의 진동이 고정되는 현상으로, 다양한 원자 진동을 관측함으로써 미세한 구조 변화를 포착했다. 연구팀은 이 과정에서 기존에 알려진 것과 달리 원자 진동을 지배하는 대칭성과 전하 밀도의 대칭성이 근본적으로 다르다는 사실을 세계 처음 발견했다. 그동안 '전하 밀도파'와 '격자 변형'이 동일한 대칭성을 가진다고 알려졌지만, 실제로는 이 두 현상이 서로 영향을 주고받으면서도 각기 다른 대칭성을 나타냈다. 또 이 대칭성의 불일치를 해결하기 위한 원자들의 추가 진동이 발생, 구조적 변화가 일어나며, 그 결과 모든 대칭성이 깨져 '나선성 구조'가 형성됐다. 김범준 교수는 "두 현상 간 대칭성의 차이가 나선성 구조 발현 메커니즘의 핵심"이라고 설명했다. 김 교수는 “1976년 1T-TiSe₂의 결정 구조가 처음 보고된 이후, 이 물질에서 나선성이 발현된 최초의 실험적 증거를 찾은 것"이라며 "이번 연구는 향후 양자 물질 설계에 중요한 기반이 될 것”이라고 강조했다. 이번 연구는 타이타늄(Ti)과 셀레늄(Se)으로 이루어진 1T-TiSe₂(원티-타이타늄 셀레늄 투)라는 전이금속 칼코겐화합물(TMDs3))에서 나타나는 '전하 밀도파'와 '격자 변형'의 상호작용을 규명하려는 시도에서 시작됐다. 이 두 현상은 전자의 움직임과 원자 진동, 그리고 구조 변화에 대한 중요한 정보를 제공한다. 한편 이 연구는 기초과학연구원, 재단법인 삼성미래기술육성재단 삼성미래기술육성사업, 과학기술정보통신부 중견연구사업의 지원을 받아 수행됐다.

2024.11.15 22:57박희범

SDT, "풀스택 양자 컴퓨팅 시스템 말레이 수출 물꼬"

국내 기업이 사상 처음 말레이시아 정부의 양자컴퓨팅센터 설립를 주도한다. 양자컴퓨터 설치를 포함한 알고리즘 등 모든 스택을 풀로 책임진다. 양자표준기술 전문기업 SDT(대표 윤지원)는 말레이시아 MIMOS 산하 MTSSB(MIMOS Technology Solutions Sdn Bhd)와 파트너십 협약을 체결하고 말레이 내에 양자컴퓨팅센터를 설립하기로 했다고 14일 밝혔다. 규모와 기간은 공개하지 않았다. MTSSB는 MIMOS 자회사다. MIMOS의 첨단 기술을 산업화하는 역할을 담당한다. MIMOS는 말레이시아 과학기술혁신부(MOSTI) 산하 국립 R&D 센터다. 국가 디지털 인프라 발전과 기술 혁신을 촉진하기 위한 연구 개발을 주도하는 연구기관이다. SDT는 이 파트너십 협약에 따라 말레이시아 최초로 양자 컴퓨팅 센터 설립을 주도하게 됐다. 말레이 내 양자컴퓨팅 기반 마련은 물론, MIMOS의 전문성을 산업과 연계한 양자기술 경쟁력 확보에 힘을 보탤 계획이다. 윤지원 대표는 "말레이와의 이번 파트너십 협약은 글로벌 시장에서 우리나라가 양자 기술을 처음 수출했다는 의미가 있다"고 평가했다. 윤 대표는 "SDT는 국가양자컴퓨팅 구축 프로젝트에 참여하는 등 정부의 선제적인 R&D 투자와 정책 지원을 받았다"며 "이를 통해 양자컴퓨터 제조에 필요한 양자 제어장비(얽힘, 중첩을 제어하는 필수장비) 개발과 양자클라우드 등의 상용화에 성공하는 등 차세대 양자 솔푸션 개발 기반을 발빠르게 다져왔다"고 설명했다. MTSSB측은 이번 양자컴퓨팅센터 설립을 계기로 국가적 전략 수립과 전담 관리 시스템을 구체화해 나갈 계획이라고 SDT 측은 전했다. 특히 말레이는 국가사이버보안국(NACSA)과 말레이 양자 이니셔티브(MyQI), 과학기술혁신부(MOSTI), 디지털부(MOD) 등과 공조해 사이버 보안, 의료, 금융 산업을 양자 컴퓨팅 기술 기반으로 재편해 나갈 계획이라고 덧붙였다. MTSSB 관계자는 “SDT와의 파트너십 협약은 말레이가 양자 기술의 혁신적 잠재력을 확보하는 기반이 될 것"이라며 "향후 동남아 지역 양자분야 리더로 자리매김해 나갈 계획"이라고 밝혔다. 윤지원 대표는 “SDT는 초정밀 전자기술 분야에서 독자적인 지식재산권과 제조 역량을 갖추고 있다"며 "이를 기반으로 최첨단 양자 컴퓨팅 솔루션 개발은 물론 양자컴퓨팅센터와 주요 시설 간 안전하고 효율적인 연결을 지원하는 양자 통신 분야 등에서도 경쟁력을 보유했다"고 말했다. 윤 대표는 또 "향후 말레이시아가 양자 기술 우위를 확보하도록 최고의 파트너로서의 역할과 지원을 아끼지 않을 것”이라고 덧붙였다. SDT는 국내 유일한 양자 컴퓨터 제조 기업다. 양자컴퓨터 제조에 필요한 양자 제어장비를 상용화했다. 초전도체, 중성원자, 실리콘 스핀, 다이아몬드 NV 센터 등 다양한 물리 플랫폼을 아우르는 호환성과 기술 노하우를 보유했다. 글로벌 양자컴퓨터 기업인 애니온컴퓨팅(Anyon Computing), 세마이콘(SemiQon) 외에 고려대, 서울대, KIST, KRISS 등 국내 연구기관과 기술교류 및 협력 파트너십 관계를 유지 중이다. 오는 2025년엔 IPO 상장과 함께 우리나라 최초의 양자컴퓨터 상용화에 나설 계획이다.

2024.11.14 17:21박희범

"현존 최고 성능"…IBM, 1년 새 성능 2배 개선한 '퀀텀 헤론' 공개

IBM이 재료, 화학, 생명과학, 고에너지 물리학 등 다양한 분야에서 과학적 문제를 좀 더 쉽게 양자 컴퓨터로 해결할 수 있는 새로운 무기를 공개했다. IBM은 양자 컴퓨터에서 복잡한 알고리즘을 실행할 때 높은 수준의 규모, 속도, 정확성을 제공하는 양자 프로세서 '퀀텀 헤론'을 새롭게 출시했다고 14일 밝혔다. 'IBM 퀀텀 헤론(IBM Quantum Heron)'은 현존 최고 성능의 IBM의 양자 프로세서로, IBM의 글로벌 양자 데이터 센터를 통해 사용할 수 있다. 또 '퀴스킷(Qiskit)'을 활용해 특정 클래스의 양자 회로를 최대 5천 개의 2큐비트 게이트 연산까지 정확하게 실행할 수 있다. 이는 지난해 IBM이 양자 유용성 시연에서 실행한 게이트 수의 약 2배에 달하는 수치다. IBM은 "이는 자사 양자 개발 로드맵에서 또 하나의 주요 목표를 달성한 것"이라며 "비즈니스 파트너가 양자 우위와 2029년으로 예정된 IBM의 오류 수정 첨단 시스템을 향해 나아감에 따라 양자 유용성 시대를 더욱 앞당기는 것"이라고 말했다. 이번 일로 IBM 퀀텀의 컴퓨터 성능은 무차별 대입 방식의 기존 시뮬레이션 방식보다 더욱 향상됐다. 네이처지(Nature)에 게재된 2023년 유용성 실험에서는 데이터 당 처리 시간이 총 112시간 소요됐다. 그러나 동일한 실험에서 최신 IBM 헤론 프로세서는 50배 빠른 2.2시간 만에 완료했다. 제이 감베타 IBM 퀀텀 부사장은 "IBM 퀀텀 하드웨어와 퀴스킷의 발전으로 사용자들은 첨단 양자 및 기존 슈퍼컴퓨팅 자원을 결합해 각자의 강점을 결합한 새로운 알고리즘을 구축할 수 있게 됐다"며 "현재 산업 전반에서 발견되는 알고리즘은 QPU, CPU, GPU의 융합으로 만들어지는 미개척 컴퓨팅 분야의 잠재력을 실현하는 데 핵심이 될 것"이라고 말했다.

2024.11.14 15:33장유미

표준연, 차세대 반도체 '뉴로모픽 소자' 개발에 "한발짝 더 가까이"

차세대 반도체로 주목받는 '뉴로모픽 소자' 구현은 언제쯤 이루어질까? 확답은 어렵지만, 한국표준과학연구원(KRISS, 이하 표준연)이 최근 뉴로모픽 소자의 완성도를 기존 대비 1천배 이상 높이는데 성공했다고 7일 밝혔다. 안경모 표준연 양자자기센싱그룹 초빙연구원은 "갈 길이 많이 남아 있지만, 완성도를 한층 높일 수 있는 기반 기술은 확보한 것"이라며 "뉴로모픽 소자의 핵심 소재로 주목받는 마그논 미세구조를 ㎒단위에서 국내 최초로 관측했다"고 설명했다. 마그논(Magnon)은 자성 물질 내 양자 스핀(자기적 성질을 가진 전자의 특성)이 서로 영향을 주며 생기는 파동을 말한다. 이를 이용해 컴퓨터를 만들 경우 데이터 저장과 처리를 동시에 수행해 막대한 양의 정보를 적은 전력으로 빠르게 처리할 수 있다. 안 연구원은 "뉴로모픽 소자가 최근 급증하는 인공지능(AI)의 전력 소모량을 획기적으로 낮출 혁신 기술로 꼽히는 이유"라며 "양자컴퓨터의 큐비트 생성 등에 쓸 수 있다"고 말했다. 연구진은 VNA(벡터 네트워크 분석기) 장비를 이용, 기존 알려져 있던 마그논의 주파수 영역 주변에 수많은 미세 주파수 구조가 존재한다는 사실을 처음 확인했다. 미세 영역에 전기 신호를 보낸 후 반사·투과된 스펙트럼을 분석했다. 연구진은 "VNA 장비의 특수 기능인 주파수 오프셋 기능을 이용해 마그논의 숨겨진 미세구조를 관측하는 데 성공했다"고 덧붙였다. 안경모 연구원은 “마그논은 뉴로모픽 소자 이외에도 양자 스핀 큐비트, 양자 초고속 연결망, 차세대 고정밀 센서를 구현할 소재로도 주목받고 있다"며 “이번 연구로 확보한 마그논 구조를 바탕으로 응용 소자 개발에 박차를 가할 것”이라고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부 세종과학펠로우십 사업의 지원을 받았다. 연구 성과는 지난 8월 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(IF: 14.7)에 게재됐다.

2024.11.07 15:35박희범

IBM 표창희 상무 "2029년엔 양자컴퓨팅에서 천지개벽 일어날 것"

"2029년이 되면 양자컴퓨팅에서 오류 수정이 완벽해질 것입니다. 천지개벽이 일어난다고 봐도 좋습니다." 6일 엘타워에서 3일차로 진행된 '글로벌 ICT 표준 컨퍼런스'의 'ICT 표준 전망' 세션1에서 'IBM 양자컴퓨팅의 기술발전 및 혁신을 위한 개발 로드맵'을 발표한 표창희 IBM 퀀텀 아태지역 총괄사업본부장(상무)은 강연 뒤 보충 질의에 이 같이 대답했다. 표창희 본부장은 "양자 공간이 커질수록 오류나 노이즈가 문제가 되는데, 노이즈 또한 상쇄시키는 방법으로 해결하는 방법을 찾고 있다"며 "IBM 로드맵에 따라 2033년엔 10만 큐비트에 이를 것"으로 내다봤다. 표 본부장은 "양자컴퓨터는 이미 상용화가 시작됐다"며 "대기업을 중심으로 양자컴퓨터 조직과 역량을 준비 중인 것으로 안다"고 언급했다. "국내외 기업은 물론 국가 차원의 투자도 그렇고, 병원이나 학교 등도 모두 양자컴퓨터의 빠른 발전에 대비해야 할 것입니다. 인력 확보도 마찬가지입니다." 표 본부장은 "양자 분야에서 전세계 투자가 급증하고 있고, 총 투자액은 76조 원에 이른다"며 "미국도 5년간 12억달러(한화 약 1조7천억 원), 프랑스가 양자전략을 발표하며 4년간 18억 유로(한화 약 2.7조원), 독일이 오는 2026년까지 33억 유로(한화 약 5조 원)을 투입한다"고 말했다. 표 본부장은 "내년 대한민국도 투자가 가속화할 것"이라며 "올해 12억 달러, 내년엔 32억 달러가 투자될 것"으로 예상했다. "양자컴퓨터 성능은 큐비트와 비례합니다. IBM은 현재 25대의 양자컴퓨터를 클라우드를 통해 서비스 중입니다. 전부 100 큐비트급으로 업그레이드했습니다. 그동안 사용자들의 평균 큐비트가 40정도 였는데, 최근 분석결과 평균 110 큐비트를 사용하고 있는 것을 확인했습니다. 이는 양자컴퓨터의 유용성 규모가 100큐비트 대로 전환했음을 의미합니다." 표 본부장은 "일본 국립연구기관인 이화학연구소의 슈퍼컴퓨터 '후카쿠'에 IBM 양자컴퓨터를 연결하는 하이브리드 형태의 양자컴퓨터를 개발 중"이라며 "지난해 UC버클리대학과 회로 연산 등에 활용했는데, 월등한 성능을 낸다는 것을 검증했다"며 이날 강연을 마무리했다. 이어 SDT 윤지원 대표는 '제조업으로써의 양자기술과 제조 표준화 필요성'을 주제로 강연했다. 윤 대표는 제조 표준화 의미에 대해 "제조사와 구매자 간 공동 기준을 의미한다"며 "그러나 양자기술 제조 표준은 현재 여러 갈래로 기술과 제품이 분화 중인 상태"라고 언급했다. "제조와 표준이 중요합니다. 밸류 체인을 만들려 하는데, 지금은 어려움이 있습니다. 어떤 길이 좋을지 정해진 길이 나오면 제조 표준화를 할 수 있지만, 지금은 어디까지 뭘 만들건지를 파악하는 것이 더 중요한 시기입니다." 윤 대표는 SDT의 제조 역량에 대해 "디지털이나 아날로그 신호 계측 장비가 양자 컴퓨터 부품으로 진화 중"이라며 "이들 장비로 양자 분야 계측 제어나 하드웨어 IP 간 피드백 시스템, 오류정정 코드 제공, 컴파일, 양자회로 구현, 양자컴 클라우드 구현 등을 수행한다"고 설명했다. SDT는 △펄스 제너레이터 △CCU(동시계수 측정기) △TTMU(Time Tagging Measurement Unit) △큐비트 컨트롤러 등의 장비를 보유했다. "일부에서 우리나라 양자기술 수준을 100점 만점에 2.3점이라는 지적도 있는데, 무섭습니다. 반도체 분야 밸류 체인에서 이미 학습했듯 양자 밸류 체인에 만약 대한민국이 없다면 양자산업이 차라리 망해버리는게 낫겠다는 생각마저 듭니다." 윤 대표는 "반도체 잘하는 나라가 잘살듯 우리도 양자분야에서 60점이라도 해야 한다, 함께 고민해야할 것"이라고 언급했다. "투자 규모를 보면 우리는 미국 대비 10분의 1에 불과합니다. 이래서는 좋은 IP(지적재산권) 나오기 힘듭니다. 물리학은 머리로 하지만, 사업은 돈으로 해야 한다고 봅니다. QPU 처럼 뽀대나지 않는 일이어도 대한민국이 잘하는 일, 다른 나라가 귀찮아서 하지 않은 산업에서 기회를 찾을 수 있을 것입니다." 윤 대표는 마지막으로 "해외 기업들을 국내로 유치하도록 최선을 다할 것"이라며 "이들이 한국에서 제조하도록 할 것이고, 만약 인력이 필요하다면 모든 인맥을 동원해 미국에서라도 데려올테니, SDT에 관심을 가져달라"고 당부했다. 이날 진행된 세션에서는 이외에도 해외 강연 2건이 마련됐다. 강연자는 이스라엘 HEQA 시큐리티의 닛잔 리브네 CTO로, 'QKD 트랜드와 HEQA 전략'을 발표했다. 다른 한 건은 동영상으로 강연을 대신했다. 동영상 강연자는 QTZ의 니콜라스 스테드맨 대표('양자기술 표준 : CEN과 테크니컬 커미티 JTC-22와의 연합')다. 한편 이날 첫 강연은 '양자분야 국제 사실 표준화기구 '퀸사'(QuINSA)의 소개와 국제협력, 점진적 확대 계획 등을 소개했다. 소개는 퀸사 사무국으로 돼 있는 미래양자융합센터 김효실 센터장이 맡았다.

2024.11.06 23:57박희범

금융보안원 '10대 이슈' 발표…디지털 금융 변화 속 보안 전략 '재편'

금융보안원이 디지털 금융의 급변에 대응하고 보안 가치를 재정립하기 위해 금융사와 소비자가 대비해야 할 이슈를 정리했다. 금융보안원은 오는 2025년을 대비해 금융사가 주목해야 할 '디지털 금융 및 사이버 보안 10대 이슈'를 선정했다고 6일 밝혔다. 이번 발표에는 금융사와 소비자 각각의 관점에서 중점적으로 대비해야 할 항목이 포함됐으며 현업 종사자와 전문가의 의견이 반영됐다. 금융사 측면에서 가장 주목할 사안으로는 '금융보안 가치의 재정립'이 강조됐다. 지난 10년간 해외에 비해 보안 투자가 부족했던 한국 금융사들이 망분리 규제 완화 등과 함께 자율 보안 체계를 강화하며 글로벌 수준으로의 도약을 목표로 하고 있기 때문이다. 또 인공지능(AI) 기술 도입과 클라우드 서비스 제공자(CSP)와의 협력도 중요 이슈로 떠올랐다. 금융사들은 AI 기반 금융서비스의 실효성을 검증하고 CSP와의 협력 관계를 강화해 보안 리스크를 줄이는 동시에 혁신을 꾀해야 할 필요성이 커졌다. 양자컴퓨팅의 발달로 인한 기존 암호 인프라의 무력화 가능성도 중요한 이슈로 제기됐다. 이에 금융사에게는 양자내성 암호 도입 등 미래 보안 위협에 대비한 전략을 마련해야 할 필요성이 생겼다. 금융소비자들에게는 QR코드 피싱, 디지털 페르소나 악용, 생체정보 탈취 등 신종 보안 위협이 커지고 있다. 특히 QR코드 기반 큐싱(Qshing) 공격과 모바일 집중화로 인한 보안 위협이 증가할 것으로 예상돼 소비자 주의가 요구된다. 김철웅 금융보안원 원장은 "망분리, 자율보안 등 디지털금융을 둘러싸고 있는 정책이나 기술이 빠르게 변화하면서 금융회사의 고민이 커졌다"며 "이번에 우리가 선정한 디지털금융 및 사이버보안 이슈가 금융회사와 금융소비자 모두에게 미래 금융 보안 위험에 선제적으로 대응할 수 있는 인사이트를 제공하기를 기대한다"고 밝혔다.

2024.11.06 11:09조이환

오윤제 IITP PM "내년은 양자 투자 원년..예산 적정성 검토 중"

"지난 8월 예비타당성조사 면제를 받은 양자 관련 사업(플래그십)이 내년 2월 예산 적정성 평가를 마무리합니다. 내년이 양자 분야 투자 원년이 될 것으로 기대하는 이유입니다." 5일 엘타워에서 열린 글로벌ICT표준컨퍼런스 세션5(양자정보통신: 양자혁명시대, 표준으로 열어가는 미래)에서 정보통신기획평가원(IITP) 오윤제 PM은 '양자R&D동향 및 추진 방향' 주제발표에서 "내년 양자통신 분야 기술 개발이 본격화할 것"이라며 이같이 말했다. 이날 세션5 좌장은 한국정보통신기술협회(TTA) 강부미 단장이 맡아 진행했다. 오 PM이 언급한 예타면제 사업은 과기정통부 '양자 과학기술 플래그십 프로젝트 사업'으로 3천억 원 가량을 투입해 1천 큐비트(양자 정보처리 단위) 양자컴퓨터와 양자통신, 양자센서 등에서 핵심기술을 개발하는 사업이다. 오 PM은 "양자는 각국 글로벌 패권 경쟁이 치열한 분야"라며 "양자통신이나 센서, 컴퓨팅이 모두 기술 초기 단계"라고 덧붙였다. "양자통신은 궁극적으로 정보해킹을 방지 할 수 있고, 양자센서는 현 센서 한계를 극복한 초정밀 센싱(1나노미터 이하)에 기술 개발 목표가 맞춰져 있습니다. 이들 모두 국가 안보나 산업 측면에서 매우 중요합니다." 이들 기술의 적용 분야에 대해 오 PM은 ▲장거리 통신 ▲양자 인터넷 등에서 활용하거나 ▲스텔스 탐지 ▲배터리/반도체 제조 ▲1나노미터 이하 초정밀 탐지 등에 유용한 장점이 있다고 설명했다. 인력에 대해서도 언급했다. 오 PM에 따르면 현재 우리나라 양자 관련 박사급 인력은 2023년 기준 578명을 보유중이다. 석, 박사 인력까지 모두 포함하면 대학 826명, 출연연 273명, 기업 226명 등 국내에는 1천 325명이 양자와 관련한 업무를 진행 중이다. 두 번째 연사로 나선 ETRI 부설 보안기술연구소 권대성 책임연구원(연구위원)은 주제 '글로벌 양자 표준 경쟁에서 우위를 점하라: 표준화 전략 2025'.에서 양자 분야의 기회를 강조했다. 일부는 격차가 있지만(양자컴퓨터 등), 대부분 기술 개발이 이제 시작돼 경쟁해볼 만 하다는 목소리를 냈다. 권 책임연구원은 해외 기술 개발 현황 소개에서 △양자암호통신은 글로벌 기업 중심 △양자컴퓨팅은 거대 IT기업과 스타트업 중심 △양자센서는 미국과 유럽에서 주로 기존 기술 측정 민감도 극복 연구가 진행 중이라고 설명했다. 또 양자 네트워크는 차세대 국가 사회경제 플랫폼으로 주목받으며 국가 차원에서 나서고 있다고 덧붙였다. 국내에서는 양자암호통신 중 QKD는 SKT와 KT를 중심으로 국내 시장을 선도 중이라고 분석했다. "양자정보통신 기술은 과학기술에서 산업화로 전환하는 단계입니다. 양자키 분배 기술은 네트워크 활용 분야에서는 표준화 후기 단계에 도달했으나, 그외 기술은 표준화 초기 단계입니다." 권 책임연구원은 국내 표준화의 경우 ▲국가 차원에서는 국립전파연구원이 양자키 분배망 등에서 국가 표준 제정을 추진 중이고, ▲단체로는 TTA가 광전송망에서 양자내성암호 작용 방안 등을, ▲민간에서는 미래양자융랍포럼이 양자키 분배망 연동 관련 표준을 TTA PG225와 공동으로 추진 중이라고 언급했다. 권 책임연구원은 강연 말미에 "QKD 기술이 정말 안전한 기술이냐"고 묻고 "이걸 인정하는 규격이 나와야하고, 평가도 남들이 인정하는 방법이 나와야한다. 그런 상태가 되어야 보급이 이루어질 것"으로 내다봤다. 권 책임연구원은 또 "저가격화도 좋지만, 보안에서 문제가 없는지에 대한 증명 요구도 있다"며 "NSA(미국가안보국)도 아직 아니라는 얘기를 한다"고 말했다. 이슈 얘기도 꺼내놨다. 권 책임연구원은 "양자 컴퓨팅이나 센서 표준화는 뭘 할 것인가. 컴퓨팅 기술을 다양한 플랫폼에서 개발 중인데, 성능은 어떻게 측정할 것이냐 하는 문젝 이슈"라고 지적했다. '불가능을 현실로: 양자네트워크가 가져올 미래'를 주제로 세 번째 강연에 나선 한국전자통신연구원(ETRI) 문기원 양자센서연구실 책임연구원은 "현재 양자인터넷을 위한 양자 중계기를 연구 중이고, 양자컴퓨팅 연구도 시작했다"며 올해 진행 중인 업무부터 소개했다. 문 연구원은 "양자 인터넷 구현을 위한 유선 양자 중계기를 지난 2022년부터 4년 과제로 개발 중"이라며 "실험실내 큐비트 인코딩 및 장거리 얽힘 분배는 113km까지 구현했다"고 말했다. 문 연구원은 ETRI-KT 대전지사, ETRI-SK텔레콤 둔산사옥간 양자인터넷 테스트 전용망을 구축했다"며 " ETRI-KT 간 실환경 포함 117km 양자얽힘 분배를 75% 양자충실도로 달성했다"고 설명했다. ETRI는 또 퀀텀 텔레포테이션 실험은 81%의 양자충실도를 달성했고, 엊그제 86%까지 나왔다는 얘기를 들었다고 부연설명했다. 문 연구원은 1945년 만들어진 전자컴퓨터 에니악을 예로 들며, "당시에는 바퀴벌레를 막는 설계가 관건이었을 것"이라며 "지금은 기술 진보가 개별로 이루어지다 합쳐지며 IBM은 2033년, 일본은 2055년께 손안에 들어가는 양자컴퓨터를 예상하지만, 양자 인터넷은 7~8년 안에 이루어질 것으로 보지 않는다"고 언급했다. 마지막 연사로 나선 한국과학기술정보연구원(KISTI) 심규석 선임기술원은 '양자암호통신 서비스를 위한 해외연구동향 및 키관리 기술연구'를 발표했다. 심 기술원은 "KISTI의 과학기술연구망인 'KREONET(크레오넷) 양자암호 통신 운영 관리 및 서비스화를 위한 핵심기술 구축, 개발했다"며 "세부적으로 QKMS(양자키관리시스템) 구축 개발을 완료하고, 국가정보원과는 현재 '국가용 보안적함성 검증'을 진행 중"이라고 덧붙였다. 또 양자 암호 통신 구축 및 지원 사례로 ▲국가생명연구자원정보센터(대전-오창) 간 IDQ QKMS와 KISTI QKMS 연동 테스트 ▲KIST(광교)-경희대(국제캠) 간 10㎞ 다크파이버 기반 양자개체인증 실환경 구축 ▲부산대의 서로 독립적인 약한 결맞음 광의 장거리 양자 간설 실험 실환경 구현 등 3건을 꼽았다.

2024.11.05 23:32박희범

정연욱 성균관대 교수 "양자컴, '꿈의 기술' 아닌 '어려운 기술'일뿐…표준화는 아직 일러"

양자컴퓨터 분야에서 표준은 아직 이릅니다. 2개 표준이 경쟁하려면 방식에 따른 결과물이 같아야 하는데, 현재는 자전거와 배가 제각각 나오는 식입니다. 기술수준이나 타깃도 업체나 방식마다 서로 다르죠." 과기정통부와 특허청 주최로 5일 엘타워에서 열린 글로벌ICT표준컨퍼런스 세션2에서 '양자컴퓨팅 시대의 미래선점 전략: 연구개발과 특허정보'를 주제로 발표에 나선 정연욱 성균관대학교 나노공학과 교수(양자정보연구지원센터장)는 "양자는 이제 꿈의 기술이 아니라, 비싸고 큰 결과를 낼 수 있는 어려운 기술이 됐다"며 이같이 설명했다. 정 교수는 "표준이 이르긴 하지만, IPO(지적재산권)는 다른 문제"라고 선을 그었다. 각 나라 및 기업 경쟁이 갈수록 치열해지는 상황이라는 것. "양자는 난이도가 높고, 국방이나 우주 분야와 관련이 높습니다. 따라서 어느 한 회사가 혼자 다 할 수 있는 범위를 이미 넘어 섰습니다. 국가 차원에서도 한 나라가 다 할 수 없습니다." 정 교수는 유난히 양자 분야가 국가나 기업 차원의 컨소시엄이나 협력이 활발한 이유에 대해 이 같이 설명했다. "무어의 법칙이 반도체 집적도가 2년에 두 배씩 증가한다는 법칙인데, 초전도 큐비트는 결맞음 시간이 3년에 10배씩 증가하고 있습니다." 양자컴퓨터 기술 개발 속도가 엄청나다는 얘기와 함께 후 양자 미래에 대해 조심스런 전망을 내놨다. "양자컴퓨터는 아직 오류 보정을 하지 못합니다. 따라서 양자컴은 기존 컴퓨터의 보조적 역할을 할 것으로 예상합니다. 대체제가 아니라 HPC(고성능 컴퓨팅)와 양자컴퓨터가 조합된 하이브리드 형으로 갈 것으로 예상합니다." 양자컴퓨터에는 메모리가 없다는 설명도 이어갔다. 다만, 양자컴의 문제는 계산은 잘하는데, 아직 결과 검증이 없다는 것. 그러나 오류가 10%이상 있더라도 무방한 화학분야나 배터리 전극 계산 등에서 활용 가능성이 높다고 지적했다. 일단 양자컴으로 가능성을 먼저 타진한 뒤 슈퍼컴퓨터로 정교하게 다시 계산하는 식이다. "양자 계산 공간이 커질수록 나오는 오류를 고쳐야 하는데, 최근 구글이 100개 큐비트 중 1개만 계산에 쓰고, 나머지 99개는 오류 정정에 활용하는 방안이 제시되기도 했습니다." 양자분야 '끼리끼리'론도 폈다. 국방과 우주 분야 전략 기술이다 보니, 규제도 많습니다. 지난해부터는 자기들끼리 헤게모니 싸움도 심한 상황입니다. 다행히 우리나라도 14개 국가가 참여하는 컨소시엄에 들어갔습니다." 정 교수는 이와 함께 "삼성이나 TSMC 반도체 파운드리처럼 양자분야에서도 파운드리가 만들어지고 있다"고 지적했다.

2024.11.05 15:37박희범

KIST, 양자컴서 IBM 극복하나...오류수정 필요없는 16차원 '큐디트' 기술 첫 확보

현재 IBM이나 구글의 양자컴퓨팅에서 최대 관건은 큐비트 오류 완화와 수정 기술 확보다. 그러나 큰 진전은 아직까지 없다. 국내 연구진이 이 같은 오류 완화나 수정 자체가 필요없는 새로운 방식의 양자컴퓨팅 기술을 개발해 관심이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 양자기술연구단 임향택 박사 연구팀이 기존보다 적은 자원으로도 원자 간 결합거리와 바닥 상태 에너지를 화학적 정확도로 추정할 수 있는 양자컴퓨팅 알고리즘을 구현하는데 성공했다고 5일 밝혔다. 현재 IBM이나 구글의 양자컴퓨팅에서 최대 관건은 양자 오류 완화 및 수정 기술이다. 양자 컴퓨터는 연산 공간이 커지면서 오류가 급격히 증가하는 단점이 있기 때문이다. 이를 극복하기 위해 고전 컴퓨터와 양자컴퓨터의 장점을 결합한 VQE(Variational Quantum Eigensolver) 방식이 등장했다. VQE는 '변분 양자 고유값 계산기'라는 의미다. 양자 컴퓨팅 프로세서(QPU)와 고전 컴퓨팅 프로세서(CPU)를 함께 사용해 더 빠른 계산을 수행하도록 고안된 하이브리드 알고리즘이다. IBM과 구글을 비롯한 글로벌 연구팀들이 초전도, 이온 트랩 등 다양한 양자 시스템에서 이를 연구하고 있다. 하지만 큐비트 기반의 VQE는 현재 광자 시스템에서 최대 2큐비트, 초전도 시스템에서는 12큐비트까지 구현된 상태다. 더 많은 큐비트와 복잡한 연산이 필요한 경우 오류 문제가 발생, 확장이 어렵다는 한계가 있다. KIST 연구팀은 큐비트 대신 큐디트(Qudit)라는 고차원 양자 정보를 활용하는 방식을 도입했다. 큐디트는 기존 큐비트가 표현할 수 있는 0과 1 외에도 0, 1, 2 등 여러 상태를 가질 수 있는 양자 단위로 복잡한 양자 계산에 유리하다. 연구팀은 광자의 궤도각 운동량 상태를 이용해 큐디트를 구현했다. 홀로그램 이미지를 통해 광자의 위상을 조절함으로써 차원을 확장했다. 이를 통해 복잡한 양자 게이트 없이도 높은 차원의 계산이 가능해져 오류를 줄일 수 있었다. 연구팀은 이 방법으로 4차원에 해당하는 수소 분자와 16차원에 해당하는 리튬 하이드라이드(LiH) 분자의 결합 거리를 추정하는 양자화학 계산을 VQE로 수행했다. 이는 광자 기반 VQE를 통해 16차원 계산을 구현한 첫 사례다. 연구진은 "IBM, 구글 등 기존의 VQE는 화학적 정확도를 위해 오류 완화 기술이 필요했지만, KIST 연구팀의 VQE는 별도 오류 완화 없이도 정확도를 확보했다는 의미가 있다"고 설명했다. 연구진은 "적은 자원으로도 높은 정확도를 얻을 수 있는 방법을 제시해, 분자 특성이 중요한 산업에 폭넓게 적용될 가능성을 보여준다"며 "기후 모형화와 같은 복잡한 문제 해결에도 유용할 것"으로 기대했다. KIST 임향택 박사는 “적은 자원으로도 화학적 정확도에 도달 가능한 큐디트 기반 양자컴퓨팅 기술을 확보함으로써, 신약 개발과 배터리 성능 개선 등 다양한 실용적인 분야에 활용되기를 기대한다”고 밝혔다. 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 KIST 주요 사업, 한국연구재단 양자컴퓨팅기술개발사업 등으로 수행됐다. 연구 성과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances, IF: 11.7 JCR 분야 상위 7.8%)에 게재됐다.

2024.11.05 12:01박희범

KAIST "인공신경망 모델로 양자역학적 고성능 과학계산 세계 첫 성공"

국내 연구진이 인공지능을 활용해 양자역학적 고성능 컴퓨터 시뮬레이션 계산 시간을 획기적으로 단축하는데 성공했다. KAIST(총장 이광형)는 전기및전자공학부 김용훈 교수 연구팀이 원자 수준 양자역학적 계산에 필요한 복잡한 알고리즘을 우회하는 3차원 컴퓨터 비전 인공신경망 기반 계산 방법론을 세계 최초로 제시했다고 30일 밝혔다. 물질·소재 시뮬레이션에는 △공간-시간 레벨 또는 스케일에 따라 ㎚ 수준에서의 양자역학적 계산 △, 수십~수백 ㎚ 규모의 고전역학적 힘장(force fields) 계산 △거시적 규모에서의 연속체 역학 계산 및 서로 다른 스케일의 시뮬레이션들을 혼합하는 계산 등 다양한 방법론들이 활용된다. 최근에는 기계학습 기법을 도입해 시뮬레이션을 급가속하기 위한 연구가 활발하다. 그러나 상위 스케일 시뮬레이션의 근간을 이루는 양자역학적 전자구조 계산에 기계학습 기법을 도입하는 연구는 아직 미진했다. 이에 연구팀은 3차원적으로 분포된 화학결합 정보를 합성곱신경망(convolutional nueral network, CNN)으로 나타낼 수 있는 'DeepSCF' 방법론을 개발했다. 합성곱신경망은 시각 영상과 같은 데이터를 처리하는 데에 적합한 구조를 가진 심층학습(deep learning) 신경망의 한 종류다. 연구진은 탄소나노튜브 기반의 DNA 염기서열 분석 소자 모델에 딥SCF 방법론을 적용한 결과 고전역학적 원자 간 힘뿐만 아니라 화학 결합의 정보를 담고 있는 잔여 전자밀도 및 전자 상태밀도(density of states, DOS)와 같은 양자역학적 전자구조 특성을 SCF 과정을 수행하는 표준 DFT 계산 결과에 대응되는 정확도로 빠르게 예측하는데 성공했다. 김용훈 교수는 "인공지능을 활용한 물성 연구 및 나노소재·소자 설계의 기반 원리를 제공할 뿐만 아니라 첨단 인공신경망 모델을 고성능 과학계산에 효율적으로 활용하는 일반적인 아이디어를 제시한 것"이라며 "인공지능의 과학·기술 응용 분야 전반의 발전에 중요한 단초를 제공할 것"으로 기대했다.

2024.10.30 22:56박희범

큐노바 이준구 대표 "HIVQE로 40큐비트 '양자이득' 첫 구현…양자 시장 트리거 될 것"

"40큐비트 규모의 화합물을 양자분자 수준에서 정확하게 해석하는데 성공했습니다. 이는 세계 최초로 화학분야에서 양자 이득을 실현했다는 의미가 있습니다. 양자 컴퓨팅 시장의 트리거가 될 것으로 확신합니다." 지난 11일 서울 코엑스에서 열린 '퀀텀 포럼 2024'에서 '화학적 정밀도를 달성하는 최초의 양자이득 양자SW'를 주제로 여덟번 째 강연자로 나선 이준구 큐노바 대표가 '양자 이득'을 선언했다. 큐노바는 4개월 전 열린 '퀀텀코리아'서 자체 개발한 알고리즘 'HiVQE'로 핀란드 IQM의 양자컴퓨터를 실시간 활용해 20큐비트 규모의 화학 문제를 정확하게 계산하는데 성공한 바 있다. 'HiVQE'는 CPU와 NISQ(다소 에러가 있는 60~1천의 중규모 물리 큐비트 양자컴퓨터) 'QPU의 최적화 통합 알고리즘이다. 기존 양자 알고리즘(VQE) 성능을 1천배 이상 빠르게 개선했다. 이준구 대표는 40큐비트급으로 양자 이득을 구현한 것에 대해 자세히 설명하며 주제 발표 목소리에 힘을 줬다. "양자컴퓨터에서 40큐비트는 슈퍼컴퓨터의 성능을 추월하는 시작 점입니다. 이번 성과는 양자이득 구현, 즉 양자컴의 상용화 가능성이 현실로 다가왔다는 것을 의미합니다." 이 대표는 "60큐비트가 되면 현재의 컴퓨터로 해결할 수 없는 컴퓨팅 난제 해결이 가능해진다"며 "양자컴의 산업 응용 시대가 본격적으로 열릴 것"으로 예측했다. 난제 해결 분야로는 ▲기초과학-복잡계 물리 신약 신소재 혁신-100배 큰 디자인 공간 가능 ▲산업공학 및 핀테크 최적화-조 단위 생산성 향상 ▲생성형 언어모델과 GPT-최소 100분의 1 이상 에너지 절감 등을 꼽았다. "이번 40큐비트의 양자 이득 구현을 기반으로 NISQ 시장을 여는데 큐노바가 크게 기여할 것으로 예상합니다." 큐노바는 이를 위해 내년 1분기 IBM의 오픈 소스인 키스깃 펑션 프로그램을 기반으로 양자 알고리즘 'HiVQE'를 전세계에 배포할 계획이다. 큐노바는 HiVQE 외에도 산업공학 기계학습 분야에서 조 단위 생산성 향상이 가능한 'HiVQA'와 항공우주모빌리티 등에서 고부가가치 제품 생산 설계가 가능한 'HiVQLS'를 보유했다. 이 대표는 'HiVQE'의 양자이득 사용 사례에 대해 이야기를 풀어갔다. 내세운 건 기술력이다. 이 대표는 ▲NISQ컴퓨터 기반의 화학적 정밀도(1.6mHa) 확보 ▲화학적 난제 해석이 가능한 60큐비트 이상 구현 ▲기존대비 1000배 이상 빠른 계산속도 등을 통해 고객 검증을 확보하겠다는 것이다. 실제 큐노바는 'HiVQE'로 △크롬 분자 24큐비트 해석 △황화리튬 12~20큐비트 해석 △양자모델에서 전자 구조를 이루는 행렬 기저 최소·최적화해 정확한 해답을 구하는 작업 등을 수행 중이다. 이 대표는 'HiVQE' 잠재 가치에 대해 "98개의 원천 특허를 출원했다"며 "세계 최초의 실용 사례로 대비시켜 보면 퀄컴의 CDMA 특허가치인 1천500억 달러 정도는 되지 않을까 생각한다"고 말했다. 이 대표는 제품과 서비스 품목으로 AI & 물질 디지안 SW솔루션인 '밀키웨이'와 양자이득 기반의 정확한 해석 SW솔루션 제품인 '펄사'를 소개했다. '밀키웨이'는 양자 AI기반 신약 신소재 디자인 워크 프로우에서 10의 20승 규모의 분자 디자인 공간을 탐색해 신약을 발굴할 수 있다 '펄사'는 60큐비트 이상의 과학적 난제해석 솔루션으로 기존 양자컴 대비 1천 배 이상 빠른 속도로 계산이 가능하다. 큐노바는 '양자컴퓨팅 소프트웨어와 지식 서비스 전문기업'으로 양자 모델링 및 최적화 솔루션을 통해 양자 이득을 추구한다. 적용 분야는 신약 및 소재 설계의 엔지니어링 솔루션이다. 23명으로 구성돼 있다. 17명의 연구자와 12명의 박사학위자를 보유했다.

2024.10.13 22:33박희범

엄상윤 IDQ대표 "양자 킬러앱, 실생활 분야서 나올 것"

"내년은 양자 역학이 나온 지 100년 되는 해입니다. 양자에서도 챗GPT같은 킬러앱이 나올 것입니다. 우리 실생활과 가장 가까운 분야에서 나올 것입니다." 11일 서울 코엑스에서 열린 '퀀텀 포럼 2024'의 패널토론에서 나온 얘기다. 이날 패널토론은 함재균 KISTI 초고성능컴퓨팅센터장이 좌장을 맡아 진행했다. 패널로는 기조 강연자로 나섰던 백한희 IBM 퀀텀 일본사업총괄본부장, 주제 발표자인 엄상윤 IDQ 대표와 방승현 오리엔텀 대표가 참석했다. 함재균 센터장은 "세상을 바꿀 양자 시대가 그리 멀진 않은 것 같다. 지난해 노벨상이 양자 분야에서 나왔고, 향후에는 양자 솔루션에서 나올 것으로 기대한다"며 양자의 미래에 대해 전망해 달라고 주문했다. 답변에 나선 백 본부장은 "매년 퀀텀 컴퓨팅과 관련한 새로운 기술이 나온다"며 "퀀텀 컴퓨팅의 한계도 있지만, 향후 AI가 결합돼 새로운 무엇인가가 나오지 않을까 생각한다"고 말했다. 방승현 대표는 "양자컴의 크기가 작아진다면 또다른 혁신이 될 것"으로 예측했다. 사실 퀀텀컴퓨터는 방식에 따라 다소 차이는 있지만, IBM의 127큐비트만해도 높이가 1m를 훨씬 넘는다. 좌장인 함 센터장은 "양자기술이 점점 산업으로 넘어가는 단계이고, 우리가 처한 현실에서 산업적인 상황을 본다면 미국이나 유럽보다 뒤늦게 출발한 것은 맞다"며 두 번째 질문으로 현재 우리의 전략과 국제협력, 인력 양성, 정부 역할 등에 대해 물었다. 엄 대표는 "반도체와 양자는 기술적으로 일맥상통한다."며 "우리나라가 세계 반도체를 선도하듯 양자에서도 기반기술이나 에코 시스템 역할을 하며 충분히 세계 양자 산업을 이끌어 갈 수 있을 것"으로 예상했다. 이어 방 대표는 정부의 민간 투자 방향성 전환을 요구하며 "한국의 정책은 정부가 과제를 내고 이를 기업이 수주해 가는 구조인데, 이를 거꾸로 하는 것은 어떠냐"는 입장을 피력했다. 산업계가 풀지 못하는 아이템으로 문제를 내고, 이를 정부와 정부출연연구기관 등이 풀어보면 어떻겠느냐는 얘기다. 만약 이런 식으로 문제를 해결해 간다면 산업화가 촉진될 것으로 예상했다. 백 본부장은 "정부 전략도 중요하지만, 지속적으로 지탱하는 것이 더 중요하다"며 "정부 펀딩이 얼마나 잘 집행됐느냐"고 되물었다. 백 본부장은 "한국 투자 메커니즘은 잘 모르지만, 과연 투자한 만큼 결과가 나왔는지 묻고 싶다"며 "미국은 투자에 대한 평가체계가 잘 확립돼 있다"고 부연 설명했다. 마지막 질문으로 함 센터장은 우리가 어떤 부문에 힘을 쏟아야 국제 경쟁력을 가질 수 있을 것으로 보냐는 질문을 던졌다. 이에 대해 방 대표는 "알고리즘이나 소프트웨어 쪽의 투자가 적다"며 "우리나라는 하드웨어 개발은 추격형에 속한다. 하드웨어가 만들어지기까지는 수만 가지 기술과 연구가 필요한데, 소프트웨어 쪽에 투자한다면 상대적으로 많은 특허 등 지적재산권이 나올 수 있다"고 언급했다. 엄 대표는 인력 양성과 글로벌화를 언급하며 "양자 교육은 대부분 학계에서 이루어지는데, 이제는 산업계 인력 양성 프로그램이 만들어졌으면 좋겠다"고 말했다. 엄 대표는 산업계 전문인력 양성의 절박함을 돌려 언급했다. 또 국제 협력과 관련해서는 "코로나처럼 다른 나라와 협업하지 않으면 생존 자체가 안 된다"며 "생존을 위해 국제 협력은 필수"라고 강조했다. 한 본부장은 "인력 양성이 한국의 경쟁력이라 생각한다"며 "SW와 알고리즘, 애플리케이션, 소프트웨어 IP 등의 비중이 의외로 크다"고 말했다. 패널 외에 참석자 질문으로는 IBM이 AI반도체를 제작하면 어떨까하는 아이디어와 미국의 국방 분야에서의 양자 활동과 우리나라 국방분야 대응 전략 등이 제기됐다. 이에 대해 각 패널들은 통신망 무기체계나 군의 암호화를 위한 난수 생성기, 미 국방부의 '사기탐지' 기술에 관심을 갖는 이유 등을 설명했다. 그러나 군의 양자 적용 문제는 예민해서인지, 구체적인 답변은 피했다.

2024.10.12 00:37박희범

방승현 오리엔텀 대표 "양자 컴퓨터의 다음 목표는 양자 SW"

"양자 컴퓨터 시장에는 연간 1조원 이상의 투자가 이루어지고 있습니다. 현재는 양자 하드웨어(HW) 중심으로 연구가 진행되고 있지만 다음 단계는 양자 소프트웨어(SW)로 넘어갈 것입니다." 방승현 오리엔텀 대표는 11일 서울 강남구 삼성동 코엑스에서 열린 '세상을 바꿀 양자 과학기술과 산업 컨퍼런스'에서 '양자 SW 플랫폼 글로벌 시장 현황'에 대해 이렇게 말했다. 이번 컨퍼런스는 과학기술정보통신부가 주최하고 한국소프트웨어산업협회(KOSA)가 주관한 '디지털 혁신 페스타(DINNO, 디노) 2024'의 일환으로 진행되었다. 방 대표는 양자 산업이 그동안 주로 HW 중심의 개발에 집중해 왔으나 올해부터는 SW 사용자 사례가 주요 이슈로 떠오르고 있다며 양자 산업의 트렌드가 SW 중심으로 변화 중이라고 진단했다. 실제로 비즈니스 리서치 컴퍼니의 조사에 따르면 양자 컴퓨팅 SW 시장은 지난해 4억 달러에서 올해 5억 달러로 성장했으며 오는 2028년에는 약 12억3천만 달러 규모로 확대될 것으로 예상된다. 양자 컴퓨터의 장점 중 하나는 기존 컴퓨터에 비해 에너지 효율성이 뛰어나다는 점이다. 대형 인공지능(AI) 모델의 연산에 소모되는 에너지를 크게 줄일 수 있다는 점이 양자 컴퓨팅 SW가 주목받는 이유다. 나사에 따르면 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 100만 분의 1 수준의 전력만 소비해 AI 등 에너지 집약적인 응용 분야에서 큰 강점을 가질 수 있다. 오리엔탈이 제시한 주요 양자 컴퓨팅 SW 분야로는 기후 예측과 금융이 있다. 현재 기후 예측은 방대한 데이터를 실시간으로 처리하는 데 한계가 있지만 양자 컴퓨터의 보급이 확대되면 이러한 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 방 대표는 "독일의 연구기관과 협력해 양자 컴퓨터를 활용한 기후 예측 연구를 진행 중"이라며 "기존 대비 30% 이상의 데이터를 실시간으로 분석할 수 있다는 초기 연구 결과가 있다"고 말했다. 또 현재 금융 분야에서는 HSBC·JP 모건 등 글로벌 은행들이 양자 알고리즘을 이용해 자산 관리·파생상품 분석·사기 탐지 등의 연구를 진행하고 있다고 덧붙였다. 방 대표는 "정형화된 데이터가 많은 은행은 양자 컴퓨터의 주요 수요처가 될 것"이라며 "양자 컴퓨터가 은행, 정부, 기업을 중심으로 오는 2030년까지 약 2천 대에서 최대 5천 대까지 판매될 수 있을 것"이라고 전망했다. 오리엔텀은 오는 2030년까지 양자 클라우드 허브와 양자 소프트웨어 플랫폼 '아톰Q'를 완성해 글로벌 양자 컴퓨팅 시장에서 우위를 점할 계획이다. 방 대표는 "양자 컴퓨팅은 아직 산업화 초기 단계에 있지만 그 잠재력은 무궁무진하다"며 "기업들이 이제 문을 열고 양자 컴퓨터를 맞이할 준비를 해야 한다"고 말했다.

2024.10.11 18:29양정민

콴델라 김유석 대표 "AI 에너지 효율, 광양자 컴퓨터로 달성"

"생성형 인공지능(AI) 성능 향상을 위해 양자컴퓨터가 주목받고 있습니다. 양자컴퓨터가 AI 연산 성능을 획기적으로 높일 수 있지만, 그만큼 에너지 소비량도 상당합니다. 광양자 컴퓨터는 AI 모델 학습·추론에 드는 에너지 소비를 줄이고 모델 성능을 높이는 개발 환경을 제공할 수 있습니다." 김유석 콴델라 코리아 대표는 10~12일 서울 코엑스에서 열리는 '디지털혁신페스타(DINNO) 2024'의 '디노 퀀텀포럼 2024' 컨퍼런스에서 광양자 컴퓨터 특장점을 이같이 밝혔다. 김 대표는 향후 기업들이 AI 연산을 높이기 위해 양자컴퓨터를 채택할 것이라고 봤다. 이 기술이 현존하는 일반 컴퓨터보다 AI 모델과 추론 속도를 높일 수 있어서다. 일반적으로 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터가 처리하지 못하는 복잡한 연산 문제를 빠르게 해결할 수 있다. AI 학습 과정에서 가장 중요한 요소 중 하나가 '행렬 연산'인데, 양자컴퓨터는 이를 더 빠르게 수행 가능하다. 다만 양자컴퓨팅 기술에 한계가 있다. 에너지·비용 효율성이 낮다. 우선 양자컴퓨팅 하드웨어(HW)는 잡음을 없애기 위해 극저온에서만 있어야 한다. 이때 냉각 시스템 구축에 높은 비용이 든다. 김 대표는 "양자컴퓨팅 큐비트는 양자 상태를 잃고 컴퓨팅 연산 정확도를 떨어뜨리기 쉽다"며 "이 문제를 해결하기 위해 오류 수정 코드(quantum error correction)가 연구되고 있지만, 여전히 완벽치 않다"고 지적했다. 이 외에도 양자컴퓨터에서 사용 가능한 큐비트의 수는 제한적이다. 또 큐비트 오류 수정·하드웨어 구축 어려움 등 효율적인 사용이 어렵다. 그는 광양자 컴퓨터가 기존 양자컴퓨터 한계를 보완할 수 있다고 강조했다. 광양자 컴퓨터는 빛 입자인 '광자'로 연산을 수행하는 시스템이다. 광자가 큐비트 역할을 한다. 김 대표는 "광자는 중첩 상태뿐 아니라 얽힘 등 양자적 특성을 획기적으로 갖췄다"며 "양자 연산에 매우 적합하다"고 평가했다. 김 대표는 광양자 컴퓨터가 온도에 크게 영향을 받지 않는다는 점도 특장점으로 꼽았다. 기존 양자컴퓨터와 달리 극저온 냉각 장치가 불필요하다는 의미다. 그는 "광양자 컴퓨팅 시스템은 유지비와 운영 비용을 절감할 수 있다"며 "더 간단한 시스템으로도 작동 가능한 환경 구축까지 조성한다"고 설명했다. 이어 "광양자 컴퓨터는 에너지 소모 큰 AI 데이터 센터나 고성능 컴퓨팅(HPC) 환경에서 강점으로 작용할 수 있다"고 덧붙였다. 현재 콴델라는 프랑스 남부 메시(Massy) 지역에서 공장을 운영하고 있다. 매년 5~10대의 광양자 컴퓨터를 생산하고 있다. 프랑스의 OVH 클라우드, 캐나다 퀘벡의 엑사이온(Exaion) 등과 손잡고 에너지 문제 해결을 위한 공동 연구를 진행하고 있다. 내년까지 유럽의 HPC 센터에 장비를 공급할 계획이다. 콴델라는 한국 시장 진출을 위해 내달 현지 법인을 설립할 계획도 밝혔다. 현재 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 파운드리 기업들과 협력을 적극 추진하고 있다. 김 대표는 "한국은 AI 인력이 풍부하고 산업 활성화에 유리한 환경을 갖췄다"며 "앞으로 양자 시대에도 중요한 파트너로 보고 있다"고 강조했다.

2024.10.11 17:08김미정

2천700조 양자컴퓨터 시장, 국내기업 사업 기회는?

”양자컴퓨터 시장은 2035년까지 2천700조원 규모로 성장할 전망이다. 아직 초기 단계 시장이지만, 국내 기업이 진출할 기회가 열려 있다. 특히 제조와 소프트웨어(SW) 부문에 강점을 가진 한국 기업들에게 많은 기회가 열릴 것으로 기대된다." 한국표준과학연구원(KRISS) 초전도양자컴퓨팅시스템연구단의 홍창기 선임연구원은 11일 서울 강남구 코엑스에서 열린 퀀텀 포럼에서 양자컴퓨터 시장에서 국내 기업이 진출해 사업화에 유리한 분야를 소개했다. 과학기술정보통신부 주최, 한국소프트웨어산업협회(KOSA) 주관으로 열린 '디지털 혁신 페스타 2024'와 함께 공동으로 개최한 퀀텀 서밋은 양자컴퓨팅 산업의 현황을 조망하고 미래 시장에서 국내 기업의 진출 방향을 제시하기 위해 마련됐다. 양자컴퓨터 시장은 아직 초기 단계로 현재 기술 발전과 산업화 움직임이 가속화되고 있다. IBM, 구글, 마이크로소프트 같은 글로벌 빅테크 기업들이 극저온 환경에서 초전도체의 특성을 활용한 기술을 중심으로 컴퓨팅 시스템 개발을 주도하고 있다. 양자컴퓨터는 기존 컴퓨팅 기술로는 해결하기 어려운 복잡한 문제를 빠르고 효율적으로 처리할 수 있다. 그러다보니 금융, 의료, 국방, 재료 과학, 인공지능(AI) 등 다양한 산업에서 그 가능성을 인정받고 있다. 맥킨지를 비롯한 글로벌 시장조사 기관에 따르면, 양자컴퓨팅 시장은 2023년 약 1천200조원에서 2천700조원까지 성장할 가능성이 있는 것으로 예상된다. 이런 기대와 함께 극저온 환경 유지와 시스템 불안정성 해결이 상용화에 필수 과제로 꼽히고 있다. 글로벌 시장에서는 이러한 과제를 해결하고 양자컴퓨터의 신뢰성과 성능을 극대화하기 위한 움직임이 활발하게 진행되고 있다. 특히 다양한 소부장 업체와 벤처기업이 참여하면서 개발 생태계가 확대될 것으로 기대된다. 홍창기 연구원은 양자컴퓨터 상용화를 위한 연구·개발 과정에서 한국 기업의 진출 기회도 확대될 가능성이 크다고 예측했다. 한국 기업은 바이오, 재료 과학, 금융 및 투자, 사이버 보안 등 양자 컴퓨팅 시장에서 강점으로 작용할 수 있는 기술력을 갖추고 있다. 이런 강점을 바탕으로 양자 컴퓨팅 맞춤형 제품이나 솔루션을 개발해 시장에 진출하기 유리하다는 것이다. 국내 기업이 참여할 수 있는 분야로는 양자 처리 장치(QPU) 설계 및 제작, 초전도 물질 증착 기술, 극저온 냉동기와 같은 하드웨어(HW) 기술과 양자 알고리즘 및 소프트웨어(SW) 개발 등이 제시됐다. 그러나 양자컴퓨터의 하드웨어 및 소프트웨어 제품은 기술적 난이도가 매우 높은 분야로 꼽힌다. 그만큼 진입 장벽도 높은 시장이다. 홍 연구원은 이런 기술적 장벽을 극복하기 위해 학교, 연구소, 기업이 함께 기술 개발 프로젝트를 수행하는 산학연 협력이 필수적이라고 강조했다. 기초 연구에서부터 상용화 단계까지 전 과정에서 기술 역량을 확보하고, 연구 결과를 빠르게 상용화할 수 있는 방안을 마련해 글로벌 경쟁력을 강화해야 한다는 설명이다. 또한, 기술 역량 확보를 위한 협업은 해외 주요 연구기관 및 기술 선도 기업과의 글로벌 협력으로 확대해야 하며, 이를 통해 최신 기술과 트렌드를 도입하고, 글로벌 시장 진출 전략을 마련해야 한다고 강조했다. 홍창기 연구원은 "특히 양자컴퓨터 하드웨어 기술이 강한 스위스, 미국, 이스라엘, 네덜란드 등과의 기술 교류는 글로벌 진출 및 기술 역량 확보를 위한 중요한 전략적 기회가 될 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 그는 이어서 "양자컴퓨터는 발전 가능성이 매우 크고 아직 초기 단계로, 국내 기업의 진출 가능성도 열려 있다고 생각한다"며, "한국 기업이 글로벌 시장에서 의미 있는 위치를 차지하고, 양자 컴퓨팅 시대의 주도적인 역할을 할 수 있기를 기대한다"고 말했다.

2024.10.11 16:19남혁우

백한희 IBM 일본 본부장 "이미 세상은 양자 유틸리티 시대…슈퍼컴보다 더 정확"

"지난해 양자 유틸리티(유용성) 시대가 열렸습니다. 기존 슈퍼컴퓨터로는 계산할 수 없었던 역행렬 등 복잡한 계산을 양자컴퓨터로 단시간에 푸는 단계에 이르렀습니다." 11일 서울 코엑스에서 열린 '디노 디지털 페스타'의 '퀀텀 포럼 2024'에서 기조 강연자로 나선 백한희 IBM 퀀텀 일본사업총괄본부장은 "세상은 이미 양자 시대에 진입했다"며 양자가 바꿀 세상에 대해 설명했다. 백 본부장은 "올해 초 새로운 양자컴퓨팅 성능을 이용해 복잡한 과학문제를 풀었다"며 "헤론칩을 이용해 지구의 6억년 전 생명 탄생 물질 계산 등을 계산해 네이처에 논문으로 게재했다"고 말했다. 이 연구에는 일본 이화학연구소와 미국 콜로라도 대학 연구진이 공동으로 참여했다. 양자 컴퓨터와 슈퍼컴퓨터를 연계해 풀어냈다. "지난해 IBM에서는 양자 유용성을 발표했습니다. 기존 컴퓨터에 비해 가치가 전혀 떨어지지 않습니다. 특히, 슈퍼컴도 무차별적으로 못푸는 문제를 양자컴퓨터가 푸는 단계에 도달했습니다." 백 본부장은 또 "현재는 슈퍼컴퓨터나 GPU컴퓨터로 시뮬레이션을 하는데, 양자컴퓨터로 시물레이션을 한다면 50큐비트 정도면 해결 가능하다"며 이 정도면 시간이나 비용면에서 효율성이 나온다"고 설명했다. 백 본부장은 "양자 유틸리티 시대가 오는 데까지 기술적인 발전이 있었다"며 "IBM은 UC버클리대학과 오류 완화를 이용해 127큐비트로 2차원 자성체의 물성을 계산했다. 그 결과값이 슈퍼컴으로 계산하는 것보다 더 정확하다"고 말했다. 이와 관련한 답은 네이처에 논문으로 게재됐다. 백 본부장은 "최근 새로운 오류 정정 코드를 개발했다"며 "이를 이용한 하드웨어 개발이 향후 10년 간은 충분할 것"으로 내다봤다. "하드웨어도 중요하지만, SW도 없어서는 안됩니다. 만약 SW가 없다면 유저들이 쓸 수 없겠지요. 현재 IBM이 만든 100큐비트 키스킷을 얼리 어댑터들이 많이 이용하고 있습니다." 백 본부장은 IBM의 향후 계획에 대해서도 설명했다. "IBM은 양자컴 생태계 개발에도 투자를 많이 합니다. 오는 2029년 양자 오류정정이 가능한 시스템 만들 계획입니다. 200개의 논리 큐비트에서 100만 개의 논리를 실행할 수 있수록 할 예정입니다." 백 본부장은 "양자컴으로 전세계 파트터와 양자 생태계 개발을 위해 적극 노력할 것"이라고 덧붙였다. 백 본부장은 "IBM은 유저가 양자컴퓨터 성능을 잘 쓰도록 SW와 서비스를 강화 중"이라며 "최근 키스킷 펑션이라는 카탈로그를 개발했다. 펑션들은 오스트리아아 일본 스타트업 파트너와 개발했다"고 말했다. 일본이 알고리즘과 SW, 정부에서 양자에 많이 투자한다는 말도 꺼냈다. IBM은 동경대에 IBM 양자컴퓨터 시스템1호를 설치했EK. 최근엔 이화학연구소에 시스템 2호를 설치 중이다. 백 본부장은 "현재 일본은 모든 분야에서 양자 강국이 되가고 있다"고 말했다. "IBM이 생각하는 양자컴퓨터의 미래는 CPU아 GPU, QPU를 모두 융합해 2000개의 오류 정정과 10억 건의 복잡한 계산을 하는 것입니다. 일본 이화학연구소 옆에 후가쿠 리켄이 개발한 슈퍼컴퓨터와 양자컴을 연결하는 융합 소트프웨어 환경을 개발하는 프로젝트를 진행 중입니다." 이에 앞서 축사에 나선 한상욱 한국양자정보학회장(KIST 양자정보연구단장)은 "양자 과학기술은 우리가 상상할 수 있는 그 이상의 변화를 이끌 잠재력을 갖고 있다"며 "이 같은 변화를 위해서는 연구자와 기업, 정책이 원활하게 작동해야 할 것"이라고 말했다. 한 회장은 또 "학회도 핵심 연구 결과가 산업화로 이어질 수 있는 가교 역할에 최선을 다할 것"을 약속했다. 이날 주제 발표는 과기정통부의 '한국 양자 과학기술 및 산업 정책'과 한국표준과학연구원의 '초전도 양자컴퓨팅 에코시스템과 양자전환 사업화 기회'를 비롯한 모두 7개 기업이 참여했다. 7개 기업은 SDT, 콴델라, IDQ, 오리엔텀, LG유플러스, GDT, 큐노바 등이다.

2024.10.11 16:00박희범

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