'양자 오류, AI로 해결한다'…엔비디아, '가속양자연구센터' 공개

엔비디아가 인공지능(AI) 슈퍼컴퓨터와 양자컴퓨팅을 통합한 차세대 가속 양자 슈퍼컴퓨터 개발에 나섰다. 고성능 AI 인프라를 활용해 양자 오류 수정과 하드웨어 개발을 지원함으로써 양자컴퓨팅 상용화를 앞당긴다는 전략이다. 엔비디아는 19일 GTC 글로벌 AI 컨퍼런스에서 '엔비디아 가속 양자 연구 센터(NVAQC)'를 공식 발표했다. NVAQC는 AI 슈퍼컴퓨팅과 양자 처리 장치(QPU)를 통합하는 하이브리드 양자컴퓨팅 센터다. 특정 계산의 경우 양자컴퓨터가 월등히 빠르지만 아직 오류가 많고 소프트웨어(SW) 등의 부족으로 단독 수행이 제한된다. 이에 AI 슈퍼컴퓨터를 통해 오류를 수정하고 계산 결과를 효율적으로 처리하기 위함이다. 이 센터는 엔비디아 GB200 NVL72 시스템과 엔비디아 퀀텀2 인피디밴드 네트워크 플랫폼을 기반으로 구축되며 총 576개의 엔비디아 블랙웰 GPU가 탑재됐다. 여기에 퀀티넘, 큐에라, 퀀텀머신 등 양자컴퓨팅 전문 기업의 양자프로세서(QPU)를 연결해 하이브리드 시스템을 구성한다. 또 NVAQC는 쿠다(CUDA)-Q 플랫폼을 기반으로, 양자 및 고전 컴퓨팅 간 빠른 전환과 컨텍스트 변경이 가능한 환경을 제공한다. 단일 애플리케이션 내에서 두 컴퓨팅 패러다임을 자유롭게 활용할 수 있으며, 새로운 양자 알고리즘 개발과 하이브리드 컴퓨팅 연구를 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 지원한다. 엔비디아는 이를 통해 양자 오류 수정 및 디코딩, 양자 알고리즘 시뮬레이션, AI 기반 디코더 개발 등 실용적 양자 컴퓨팅 실현에 필요한 핵심 과제들을 해결해 나갈 방침이다. 엔비디아는 NVAQC를 통해 우선적으로 큐비트 오류 수정에 집중할 계획이다. 오류 수정은 양자 컴퓨팅의 실용화를 위해 해결해야 할 주요 과제 중 하나다. 문제는 오류 식별 및 수정 과정은 고난이도의 연산을 요구하며 일반적인 컴퓨터로는 실시간 대응이 어렵다는 것이다. 이에 따라 엔비디아는 NVAQC의 AI 슈퍼컴퓨팅을 활용해 디코딩 속도를 가속화하고 저지연, 병렬화, AI 기반 디코더를 엔비디아 GB200 그레이스 블랙웰 슈퍼칩 상에서 구현할 계획이다. 양자 컴퓨팅 기업 큐에라는 엔비디아와 협력해 새로운 오류 수정 코드를 개발하고, 복잡한 양자 회로 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하는 프로젝트를 추진한다. 하버드 대학교 교수이자 하버드 양자 이니셔티브 공동 디렉터인 미하일 루킨 교수는 "NVAQC는 오류 수정 코드와 디코더를 발견, 검증, 개선하는 데 필수적인 도구로, 전체 산업이 실용적 양자 컴퓨팅에 한 걸음 더 다가갈 수 있도록 해줄 것"이라고 강조했다. 더불어 양자컴퓨터와 기존 컴퓨팅 인프라의 통합으로 양자컴퓨팅 상용화 가속에 나선다. 엔비디아와 협력 중인 퀀텀머신은 수백만 큐비트 데이터를 초저지연, 고대역폭으로 처리할 수 있도록 GB200 슈퍼칩과 QPU 간 고속 인터페이스 구현에 나선다. 엔비디아는 DGX 퀀텀 시스템과 쿠다-Q를 중심으로 NVAQC를 차세대 양자 컴퓨팅 혁신의 중심지로 육성한다는 계획이다. 이를 통해 실용적 양자 컴퓨터 구현을 위한 기반을 구축한다는 방침이다. 티모시 코스타 엔비디아 컴퓨터 지원 공학, 양자 및 쿠다-X 부문 수석 디렉터는 "NVAQC는 차세대 양자 장치로의 확장을 지원하는 오랫동안 기다려온 도구를 제공할 것"이라며 "양자 하드웨어와의 긴밀한 통합을 통해 AI 모델의 학습 및 배포, 양자 시뮬레이션이 가능한 공간으로서 중요한 역할을 하게 될 것"이라고 밝혔다.