IBM "2025년까지 4000큐비트 양자 프로세서 만든다"

IBM이 양자 컴퓨터 실용화 시대를 열기 위한 기술 로드맵을 공개했다. 여러 칩을 연결해 더 큰 단일 프로세서를 만드는 모듈식 아키텍처를 이용해, 2025년에는 4000큐비트 프로세스를 만들겠다는 계획이다.

큐비트는 양자 정보 시스템에서 수학적으로 정의된 정보의 기본 단위를 가리킨다. 퀀텀 비트(quantum bit)의 줄임말이다

IBM은 13일 최대 수 십만 큐비트의 양자 시스템을 만들 수 있는 새로운 모듈식 아키텍처와 네트워킹에 대한 상세한 계획을 포함함한 양자 컴퓨터 실용화 로드맵을 발표했다.

IBM은 양자 컴퓨터 실용화 시대를 맞이하기 위해 ▲확장 가능한 양자 하드웨어 ▲다루기 쉽고 강력한 양자 프로그램들을 개발하고 조율하기 위한 첨단 양자 소프트웨어 ▲양자에 준비된 조직 및 커뮤니티로 구성된 광범위한 글로벌 생태계에 초점을 맞춰 노력을 기울인다는 계획이다.

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■컨테이너 방식의 퀀텀 컴퓨팅 도입·연내 443큐비트 프로세스 완성

IBM은 2020년 양자 로드맵을 처음 발표한 이후, 타임라인 상의 목표를 달성해왔다. 기존 컴퓨터에서는 정확하게 시뮬레이션 할 수 없는 양자 회로를 보유한 127큐비트 프로세서 'IBM 이글'이 여기에 포함된다.

IBM은 컨테이너 방식의 퀀텀 컴퓨팅 서비스와 프로그램 모델인 퀴스킷 런타임을 통해 분자 시뮬레이션 속도를 2017년 대비 120배 향상시켰다.

올해 후반 IBM은 로드맵에 따라 433큐비트 프로세서인 IBM 오스프리를 발표할 것으로 예상된다.

■2023년, 서버리스 접근법 도입·1000큐비트 범용 양자 프로세서 개발

2023년에 IBM은 핵심 양자 소프트웨어 스택에 서버리스 접근법을 도입하고 개발자에게 향상된 단순성과 유연성을 제공하기 위해 클라우드에서 바로 구축된 퀴스킷 런타임과 워크플로우를 사용해 기존 방식과 마찰 없는 개발 경험을 제공하려는 목표를 계속 추진할 예정이다.

이 서버리스 접근 방식은 양자 및 기존 컴퓨팅 시스템 전반에 걸친 문제를 지능적이고 효율적으로 분산하는데 중요한 단계가 될 것으로 기대된다.

하드웨어의 경우, 1000큐비트 이상의 범용 양자 프로세서인 ‘IBM 콘도르’를 발표할 계획이다.

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■복수의 프로세서 병렬로 연결해 더 큰 단일 프로세서 만든다...4000큐비트 목표

새로운 로드맵에 따르면, IBM은 양자 프로세서의 확장성을 위해 세 가지 방식을 취할 예정이다.

첫 번째는 여러 개의 프로세서가 전통적인 방식으로 통신하고 병렬로 동작하는 기능을 구축하는 것이다. 두 번째는 칩 수준의 단거리 연결 장치(커플러)를 배치하는 것이다. 이러한 장치는 여러 칩을 긴밀하게 연결함으로써 더 큰 단일 프로세서를 만들고, 확장에 필수적인 모듈성을 제공한다.

세 번째는 양자 프로세서 간에 양자 통신 링크를 제공하는 것이다. 이를 위해, IBM은 클러스터를 함께 연결하여 더 큰 양자 시스템을 구현하기 위한 양자 통신 링크를 제안했다.

IBM은 이 세 가지 기법을 모두 활용해 2025년까지 모듈식으로 확장된 프로세서로 만든 여러 개의 클러스터를 연결해 4000큐비트 이상의 프로세서를 개발하는 것을 목표로 하고 있다.