[르포]'미래 아닌 현재'… IBM 양자컴 ‘퀀텀 시스템 투’ 직접 보니

美 뉴욕 IBM 왓슨연구소 탐방
내년 한국에도 같은 '헤론' QPU 도입
대규모 양자컴 클러스터 구상도 공개
2026년 양자우위, 2029년 오류 내성 '스털링'
2033년 ‘블루제이’ 로드맵 제시

스콧 크라우더 IBM 부사장이 뉴욕 요크타운 하이츠 소재 왓슨연구소에 설치된 최신 양자컴퓨터 '퀀텀 시스템 투'에 대해 설명하고 있다. 사진=백종민 테크 스페셜리스트

지난 21일(현지시간) 미국 뉴욕 맨해튼에서 한 시간여를 달려 도착한 요크타운 하이츠의 IBM 왓슨연구소. 연구소 내부에는 최첨단 기술의 집약체인 양자(Quantum) 컴퓨터가 자리하고 있었다. 주인공은 IBM '퀀텀 시스템 투(Quantum System Two)'다.

초대형 냉장고 같은 거대한 은빛 금속 구조물이었다. 스탠리 큐브릭 감독의 고전 SF 영화 '2001 스페이스 오디세이'에 등장하는 정체불명의 검은 비석 '모노리스'를 확대한 듯한 압도감이 느껴졌다. 기자가 이미 보았던 구형 '퀀텀 시스템 원'과는 차원이 다른 형태였다.

양자컴퓨터의 핵심인 양자프로세서(QPU)를 초저온으로 유지하기 위해 헬륨이 순환하며 만들어내는 특유의 고음이 공간을 가득 채웠다.

병아리 울음 같은 이 소리는 초전도 방식 양자컴퓨터의 특징적인 배경음이다. '삐악삐악'하는 소리와 함께 인류의 미래를 바꿀 수 있는 계산이 이뤄지고 있었다.

시스템 투에는 최신 QPU '헤론(Heron)' 세 개가 장착돼 있다. 156큐비트를 가진 이 칩은 기존 슈퍼컴퓨터로는 수십 년이 걸리는 계산을 단 몇 초 만에 처리할 수 있는 성능을 갖추고 있다. 기존 시스템 원에는 한 개의 QPU에 127개의 큐비트가 집약돼 있다.

IBM은 꾸준히 양자컴퓨터 기술을 고도화해왔다. 2001년 세계 최초로 5큐비트 실험에 성공한 데 이어 2017년에는 클라우드 기반 양자컴퓨터를 공개했다. 지난 6월 발표한 로드맵에 따르면 IBM은 내년 '양자 우위' 달성을 예고하고 있으며, 2029년에는 오류를 스스로 수정할 수 있는 '오류 내성' 양자컴퓨터 '스털링'을 실용화하고, 2033년에는 2000 논리 큐빗을 지원하는 '블루제이(Blue Jay)'를 선보이는 것이 목표다.

IBM의 최신 QPU '헤론'. 사진=백종민 테크 스페셜리스트

시스템 투는 내년에 사실상 한국에도 들어올 예정이다. 연세대학교에서 현재 가동 중인 '시스템 원'을 업그레이드하는 형식이다. 정재호 연세대 양자사업단장도 "내년 6월까지 현재의 양자컴퓨터를 시스템 투와 동일한 헤론 QPU로 변경할 계획"이라고 말했다.

국내의 연구자들도 클라우드 형식이 아니라 직접 최신 양자컴퓨터를 이용해 바이오 등 복잡한 계산이 필요한 연구를 할 수 있다는 뜻이다. 스콧 크라우더 IBM 부사장은 "시스템 원은 점차 은퇴할 예정"이라고 말했다.

시스템 원은 물론 시스템 투가 미국 이외에 설치된 사례도 극히 적다. 현재 시스템 투를 가동 중인 국가는 미국 외에 일본이 유일하다. 내년까지 확대해도 스페인, 인도 정도다.

IBM은 자사 양자컴퓨터가 다른 형태의 큐비트 구성 방식과 비교해 규모와 확장성에서 큰 차이가 있다고 강조했다. 이를 입증하기 위해 뉴욕주 푸킵시에 여러 대의 시스템 투를 연결해 양자컴퓨터 클러스터를 설치하는 계획도 추진하고 있다. 크라우더 부사장은 "시스템 투를 확장해 초대형 양자 연산 네트워크를 구축하겠다"고 설명했다.

요크타운 하이츠(미국)=백종민 테크 스페셜리스트 cinqange@asiae.co.kr