IBM, 연내 20큐비트 양자컴퓨터 상용화

IBM의 범용 양자컴퓨터가 연내 상용화한다. IBM이 실용성 측면에서 종전보다 기술 수준을 더 끌어올린 양자 컴퓨터 시스템 및 프로세서의 상용화 계획을 최근 밝혔다. 실험실 연구 수준을 벗어나 실용성을 갖춘 양자컴퓨터 시스템을 출시하기로 한 것. 이 회사의 범용 양자컴퓨터가 일반 기업과 학술 연구에 세계 선두를 달리는 슈퍼컴퓨터 이상의 성능을 활용할 수 있게 해줄지 주목된다.

IBM은 지난 2012년 2월부터 양자컴퓨터 실용화 가능성을 시사했다. [☞관련기사] 이후 지난 1년반 사이 처리 큐비트 수를 꾸준히 늘린 양자 프로세서 기술을 선보였다. 회사가 지난해(2016년) 5월에 선보인 양자 프로세서는 5큐비트였다. [☞원문보기] 그로부터 1년 뒤인 지난 5월 선보인 실험용 프로세서는 16큐비트였고, 함께 공개된 IBM클라우드 및 상업용 프로토타입 프로세서는 17큐비트였다. [☞원문보기]

이어 IBM은 이달초 공식 블로그를 통해, 일반 비즈니스와 과학 분야에 도입될 수 있는 범용 양자컴퓨터 'IBM 큐(Q)' 시스템을 출시하겠다고 밝혔다. 연말까지 20큐비트 양자 프로세서를 탑재한 양자컴퓨터를 상용화하고, 이를 업그레이드한 50큐비트 양자 프로세서 기술을 차세대 시스템용으로 내놓기로 했다. 회사측에 따르면 이 양자컴퓨터 2종은 이미 "성공적으로 개발되고 테스트된" 상태다. [☞원문보기]

연내 출시되는 IBM Q시스템의 20큐비트 프로세서는 개선된 초전도설계, 연결성, 패키징을 적용받아 나온다. 이를 탑재한 Q시스템은 내년 업그레이드 지원을 포함한다. 다만 Q시스템의 내년도 업그레이드 항목에 프로토타입 단계인 50큐비트 프로세서가 포함되는지는 불분명하다. IBM은 'IBM Q익스피리언스'라는 이름으로 양자컴퓨팅 기술 시범 도입 지원 프로그램을 제공하고 있다.

IBM이 2017년 11월 공개한 20큐비트 및 50큐비트 양자프로세서 다이어그램

IBM이 불과 몇 년만에 두자릿수 큐비트를 처리하는 프로세서와 범용 양자컴퓨터 시스템을 개발해 상용화를 선언한 모습은 여러모로 흥미롭다.

기존 컴퓨터는 연산단위로 1과 0으로 정보를 표현하는 '비트'를 쓴다. 양자컴퓨터는 정보를 양자의 물리적 상태로 표현하는 '양자비트(Qubit, 큐비트)'를 쓴다. 큐비트를 통해 양자컴퓨터는 양자의 중첩과 얽힘 상태를 이용한 연산능력인 '양자병렬성(quantum parallelism)'을 얻는다. 이를 통해 기존 컴퓨터보다 월등한 연산 성능을 낸다. 프로세서가 더 많은 큐비트를 지원할수록 양자병렬성도 증폭된다.

다리오 길 IBM 과학 및 솔루션 부사장. 2017년 11월 8~9일 미국 워싱턴DC에서 진행된 IEEE ICRC에서 IBM의 Q시스템 상용화 계획을 발표했다.

이런 점에서 2개월 안에 20큐비트 양자컴퓨터를 출시하고 50큐비트 프로세서 업그레이드를 제공한다는 로드맵을 언급한 부분은 의미심장하다. IBM은 1년반 전 50~100큐비트 양자 프로세서 상용화 가능성을 제시하면서 "현존 톱500 슈퍼컴퓨터로는 단 50큐비트로 설계된 양자컴퓨터조차 성공적으로 에뮬레이트할 수 없다"면서, 양자컴퓨터가 제공하는 연산 성능이 기존 컴퓨터 대비 훨씬 크다는 점을 시사했다.

미국 지디넷은 최근 보도를 통해 IBM이 양자컴퓨팅 기술 상용화에 장족의 발전을 지속하고 있지만 아직 갈 길이 멀다고 평했다. 기존 컴퓨터 시스템처럼 안정적으로 동작하는 양자컴퓨터를 만들려면 프로세서가 다루는 큐비트를 균일하고 안정적으로 유지할 수 있어야 하는데, 이를 위한 극저온 상태를 유지하기가 어렵기 때문이란 지적이다. [☞원문보기]