혼다의 연구개발 자회사인 혼다기술연구소(이하 혼다기연)와, 주식회사 테라스카이 그룹 산하에서 양자컴퓨터 알고리즘 및 소프트웨어를 연구·개발하는 케믹스(Quemix)가 "세계 최초로 '양자 상태를 판독하는 신기술'을 공동 개발했다"고 밝혔다. 혼다기연은 2050년까지 전사적 탄소중립(Carbon Neutral) 달성을 목표로 삼고 있으며, 그 일환으로 에너지 재료 연구에 집중하고 있다. 이러한 연구에는 정밀한 재료 분석이 필수적이지만, 기존 컴퓨터는 막대한 계산 자원을 요구하므로, 고속 연산이 가능한 양자컴퓨터의 활용 가능성을 적극적으로 모색해 왔다.
그러나 양자컴퓨터에서 양자 상태를 직접 읽어낼 경우 상태가 붕괴되어 반복 측정이 필요하고, 이로 인해 많은 시간이 소요된다는 문제가 있었다. 이에 혼다기연과 케믹스는 양자 상태 자체를 직접 읽지 않고, *양자 상태로 저장된 X선 흡수 미세구조(XAFS) 스펙트럼 데이터**에서 강도, 형태 등 고전적 정보를 나타내는 특징량만을 '스캔'하는 방식의 비파괴적 양자 상태 판독 기술을 개발하는 데 성공했다. 이 기술은 보다 고속∙고효율적인 양자 상태 판독을 가능하게 하며, 다양한 시뮬레이션 분야에서 양자컴퓨터의 실용화 가능성을 크게 넓힐 것으로 기대된다. 또한 혼다기연과 케믹스는 양자컴퓨터 실기(實機)를 활용한 XAFS 계산에도 세계 최초로 성공했다. 이는 논리 양자비트 상에서 실용 재료 개발 계산을 수행한 첫 사례로, 양자컴퓨터를 실제로 활용한 응용 연구의 새로운 이정표를 세웠다.
이번 성과는 양자컴퓨터와 기존 컴퓨터의 장점을 결합한 하이브리드 계산 방식을 기반으로 이뤄졌다. 혼다기연과 케믹스는 XAFS 계산 알고리즘 구축과 함께, 논리 양자비트 수와 게이트 연산 횟수를 줄이는 최적화 기법을 개발해, 양자 알고리즘뿐 아니라 장래의 양자컴퓨터 실용화 기반 기술을 축적했다. 향후 하드웨어 기술의 발전과 논리 양자비트 수의 증가가 병행된다면, 보다 복잡한 실용적 계산 분야로의 적용도 가능할 것으로 기대된다. 혼다기연과 케믹스는 이번 기술에 대한 성과와 상세 내용을 2025년 개최 예정인 양자기술 국제회의 'Q2B Tokyo'에서 발표할 계획이다.
한편 혼다기연은 양자컴퓨터와 XAFS 기술을 활용한 연구개발을 통해, 배터리 소재의 고성능화, 장수명화를 이끌 수 있는 신소재 탐색과 개발을 추진하고 있다. 2050년 탄소중립 실현을 위해, 전동화는 물론 양자기술을 활용한 다각적인 접근 방식으로 지속 가능한 모빌리티 미래를 지향할 방침이다.