IBM “양자 시대 대비, 지금 바로 시작해야”

‘IBM 아시아태평양 퀀텀 커넥트’ 개최
글로벌 양자 기술 최신 진전과 방향성 제시

"양자 기술은 이해하고 활용 사례를 파악하는 데는 최소 2년이 걸린다. 지금부터 준비를 시작해야 한다. 투자 비용과 완벽함을 기다리는 비용 사이의 차이에 대해 스스로에게 질문해야 할 때다."

페트라 플로리주네(Petra Florizoone) IBM 퀀텀 글로벌 세일즈 총괄 디렉터는 19일 서울 여의도 콘래드 호텔에서 열린 'IBM 아시아태평양 퀀텀 커넥트(IBM Quantum Connect APAC)' 기조연설에서 "지금 당장 양자 컴퓨팅 시대를 위한 준비에 나서야 한다"며 이같이 밝혔다.

IBM은 이번 행사에서 양자 컴퓨팅이 연구와 실험 단계를 넘어 '양자 유용성' 단계에 들어서며 실제 산업 적용 단계에 진입하고 있다고 강조했다. 또한 양자 컴퓨터와 기존의 슈퍼컴퓨팅이 결합된 하이브리드형 '양자 중심 슈퍼컴퓨팅'을 핵심 방향성으로 제시했다. IBM은 향후 '양자 유용성'과 '양자 우위' 단계를 거쳐, 2029년에는 오류 수정이 가능한 '내결함성'을 갖춘 상용화 단계가 본격화될 것으로 전망했다.

페트라 플로리주네 IBM 퀀텀 글로벌 세일즈 총괄 디렉터 / 권용만 기자

양자 기술, 먼 미래의 기술이 아닌 '지금 대비해야 할 기술'

페트라 플로리주네 디렉터는 "기존의 고전 컴퓨팅 기술로도 많은 것들을 할 수 있지만 해결할 수 없는 문제도 있다"며 "이러한 문제를 해결하는 데 양자가 중요한 역할을 한다"고 말했다. 이어 "양자 컴퓨팅 시대와 양자 경제 시대를 위해서는 하드웨어와 소프트웨어를 아우르는 플랫폼과 애플리케이션을 잘 아는 사람들이 필요하다"고 덧붙였다.

이제 양자 컴퓨팅은 전 세계적인 전략 기술이 됐다. 페트라 플로리주네 디렉터는 "많은 국가들이 이미 투자를 시작하고 있다"며 "초기에는 정부의 투자가 많이 보였지만 지금은 민간 투자의 비중도 많이 높아져 50대 50에 가까워졌다"고 말했다. 또한 "시장조사기관들의 조사 결과에서 양자 컴퓨팅 기술은 이미 수 조 달러의 잠재력이 언급되고 있고, 다양한 산업 분야에 걸쳐 영향을 미칠 것으로 예상된다"고 밝혔다.

IBM은 양자 컴퓨팅 기술 활용 확대와 실용화에 필요한 양자 컴퓨터와 소프트웨어 측면에서 하드웨어에는 100개 이상 큐비트를 가진 '유틸리티 스케일' 양자 컴퓨팅에, 소프트웨어에서는 퀴스킷(Qiskit) 플랫폼을 제시했다. 페트라 플로리주네 디렉터는 IBM의 양자 컴퓨터에 대해 "이미 IBM은 90대쯤의 양자 컴퓨터를 시장에 공급했다. 가용성은 평균 97%, 헤론 R2+ 칩에서는 99%의 가용성을 제공했다. 작업 성공률도 99.5% 이상"이라고 밝혔다.

IBM의 양자 컴퓨터 공급 사례 / 권용만 기자

현재 IBM은 미국과 독일에 각각 한 곳씩, 두 개의 양자 데이터센터를 운영하고 있다. 또한 국내의 연세대학교 송도 국제캠퍼스를 포함해 9개소의 온사이트 시스템이 운영 중이거나 준비 중이다. 일본에서는 도쿄대학교와 일본 이과학연구소(RIKEN)에 시스템이 있고, 2026년 1분기에는 인도에도 시스템이 설치될 예정이다. 

IBM은 양자 컴퓨터를 넘어 양자 컴퓨터와 고전적 슈퍼컴퓨터가 결합된 '양자 중심 슈퍼컴퓨팅' 구조에 주목하고 있다. 흔히 '하이브리드'로 표현되는 이 방식은 각 하드웨어와 애플리케이션 사이에 시스템 오케스트레이션과 애플리케이션 미들웨어 계층을 두고, 사용자의 문제를 풀기에 가장 적합한 하드웨어로 작업을 할당한다. 또한 IBM은 자사의 양자 개발 생태계인 '퀴스킷'을 자사 시스템뿐 아니라 다양한 플랫폼과 하드웨어 환경에서도 사용할 수 있다고 설명했다. 아울러 퀴스킷 커뮤니티 기여의 70% 이상이 외부 개발자와 연구자들에 의해 이뤄지고 있다며 개방형 생태계의 확장성을 강조했다. 

IBM은 지난 2023년 100큐비트 이상의 규모 확보와 함께 양자 컴퓨팅이 연구 도구로 활용될 수 있음을 입증했다. 올해 목표는 특정 사례에서 고전 컴퓨팅 대비 더 빠르고 우수하며, 더 정확하고 비용 효율적으로 작업을 수행할 수 있는 '양자 우위'를 입증하고자 한다고 제시했다. 2029년까지 양자 컴퓨터의 오류 문제를 해결할 수 있는 첫 '내결함성(Fault-Tolerant)' 양자컴퓨터를 선보인다는 계획도 재확인했다.

페트라 플로리주네 디렉터는 마지막으로 "양자 기술은 손쉽게 사용할 수 있는 기술이 아니다. 양자 기술과 퀴스킷을 이해하고, 활용 사례를 파악하는 것만 해도 2년은 걸릴 것이다. 이제 내결함성 양자컴퓨터가 나오는 2029년까지는 2년 반 정도 남았다"며 "양자 시대는 지금부터 대비를 시작해야 한다. 투자 비용과 완벽함을 기다리는 비용의 차이에 대한 질문을 스스로에게 던질 때"라고 말했다.

IBM 퀀텀 디렉터 백한희 박사 / 권용만 기자

국내서도 협력 활동 본격화, 연세대학교 성과 고무적 평가

페트라 플로리주네 디렉터는 IBM의 양자 컴퓨팅 비즈니스에 대해 "아직은 '리서치' 조직이고 이를 언제 상용화된 테크놀러지 조직으로 옮기는지에 대한 기한이 정해져 있는 것은 아니다"라고 언급했다. 이어 "IBM의 양자 비즈니스는 지난해 10억달러(약 1조5000억원) 가치 창출을 달성했다"고 덧붙였다. 

현재 연세대학교에 도입된 '퀀텀 시스템 원'의 운영과 활용 수준에 대해서는 높게 평가했다. 연세대학교가 실제 양자 하드웨어에서 실행한 연구 논문도 10편 이상이 확인되며, 양자 알고리즘과 응용 연구까지 포함하면 훨씬 많은 연구 성과가 축적돼 있다는 평이다. IBM 퀀텀 디렉터 백한희 박사는 "연세대학교의 시스템은 활용률도 높고 연구 성과도 많아서 모두 놀라워하고 있다"고 소개했다. 

페트라 플로리주네 디렉터는 양자 컴퓨터의 활용 수요가 늘어남에 따른 국내 시스템 추가 도입에 대해서는 "수요가 있으면 확산을 지원할 것"이라면서 구체적인 논의나 계획에 대해서는 언급하지 않았다. IBM 관계자는 이에 대해 "현재 논의되는 것은 없는 것으로 알고 있다. 국내에 하드웨어 도입이 상징적 의미가 있지만 생태계 확장 측면에서는 꼭 국내 도입을 고집할 필요는 없다"고 덧붙였다.

양자 컴퓨터와 고전적 슈퍼컴퓨터가 결합된 '양자 중심 슈퍼컴퓨팅' 구조는 현재 미국과 일본, 한국 등에서도 활용할 수 있는 환경이 확보돼 있다. 일본의 경우 리켄(RIKEN)의 '후가쿠(Fugaku)' 슈퍼컴퓨터와 IBM '퀀텀 시스템 투'가 하이브리드 구성됐고, 한국도 연세대학교의 '퀀텀 시스템 원'이 일본의 후가쿠와 연결된 상태다. 백한희 박사는 "이미 미국이나 일본에서는 '양자 중심 슈퍼컴퓨팅' 통합 시스템이 사용자에게 제공되고 있고, 지역 외에서도 신청 기업들이 테스트 유저로 참여할 수 있는 기회가 있다"며 "국내에서는 큐노바(Qunova)가 이 프로그램에 참여하고 있다"고 언급했다.

권용만 기자
yongman.kwon@chosunbiz.com