"양자컴, 이제 큐비트 수 의미 없어"...고전컴·AI 결합해 3년내 상용화"
양자컴퓨터 개발 방식이 빠르게 바뀌면서 3년 내 상용화 전망이 나오고 있다. 1~2년 전만해도 큐비트 수로 개발 우위를 평가했지만, 이제는 논리 큐비트 1개의 완성도와 하이브리드 방식을 얼마나 잘 접목할 지가 글로벌 양자 기술 전쟁의 승패를 가를 핵심 변수가 됐다.
2일 양자컴퓨팅 업계에 따르면 하드웨어 단에서 오류정정이 가능한 큐비트 개발 경쟁이 치열하다. 양자컴퓨터 개발 초기에는 한 개의 논리 큐비트를 만들기 위해 수백, 수천개의 큐비트를 만드는 작업에 집중됐다.
하지만 확장되는 큐비트마다 오류수정을 해야하는 기존 방식을 뒤집는 새로운 양자컴퓨팅 칩의 등장으로 기술 개발의 트랜드가 완전히 바꼈다. 구글, MS(마이크로소프트), AWS(아마존웹서비스), IBM 등 글로벌 양자 기술 기업들은 앞다퉈 오류수정 칩을 선보이고 있다.
여기에 인공지능(AI)과 고전컴퓨팅을 결합하는 하이브리드 방식으로 오류 문제를 완전히 해결해 실제 활용 가능한 양자컴퓨터를 만들 수 있는 연구가 속도를 내고 있다. 양자컴퓨터의 두뇌인 QPU(양자처리장치)를 기존 CPU, GPU와 함께 작동하는 모델을 만들고, AI의 데이터 분석·학습 역량까지 결합해 오류를 완전히 해결하는 방식이다.
이런 형태라면 몇 백개의 큐비트 만으로 양자컴퓨터를 가동해 실제 산업에 적용할 수 있는 계산값을 만들어 낼 수 있을 것으로 전망되고 있다. 지난달 서울에서 열린 '퀀텀 AI' 포럼에서 글로벌 기업들은 빠르면 3년 안에 '양자 우위'를 달성할 것이라고 입을 모았다.
양자 우위는 특정 계산 작업에서 양자 컴퓨터가 기존의 최고 성능 컴퓨터인 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 더 빠르거나, 효율적이거나, 경제적으로 문제를 해결할 수 있는 상태를 의미하는 것으로, 실제로 의미 있는 결과값을 도출하는 수준을 뜻한다.
IBM은 2029년까지 오류 내성 확보형 양자컴퓨터 스터링(Starling)을 개발할 계획이며, 구글은 2024년 말 큐비트 수를 늘려도 오류가 줄어드는 오류정정 양자칩 ‘윌로우(Willow)’를 공개하고 상용화에 박차를 가하고 있다. MS도 지난해 2월 오류수정 양자칩을 선보이고 몇 년 안에 상용화를 목표로 하고 있다.
이우준 파스칼코리아 책임연구원은 "양자컴 시장이 2035년까지 크게 성장할 것이라는데 이견이 없다"며 "현재는 퀀텀(양자)을 AI에 적용시켜서 AI가 어떤 일을 더 잘하게 혹은 퀀텀이 못하는 것을 AI에 도움을 받아서 정정하는 연구로 많이 진행이 되고 있다"고 말했다.
김유석 콴델라 한국 지사장은 "일반적으로 양자컴은 초기에 진입한 사람이 그 시장을 90%를 선점할 수 있다"며 "알고리즘을 만들기 위한 시장 인력이 부족한데, 결국 알고리즘을 많이 만들어내서 하드웨어가 만들어졌을 때 그 하드웨어를 빠르게 잘 활용하는 것이야 말로 국가경쟁력이 높아질 수 있다고 생각한다"고 강조했다.
표창희 IBM 상무는 "미래의 컴퓨팅은 QPU와 CPU와 GPU가 함께 협력해서 작동하는 구조로 보고 있다"며 "이를 저희는 양자중심의 슈퍼컴퓨팅이라고 부릅니다. 과학적 발전을 가속화하기 위한 플랫폼이라고 정의하고 있다"고 설명했다.
유지승 머니투데이방송 MTN 기자