[남기자의 비욘드IT] 빅테크 양자컴퓨터 기술 경쟁…차세대 기술 패권은 어디로

구글·IBM·마이크로소프트·아마존 등 각기 다른 전략으로 양자컴퓨터 공략

인공지능(AI)을 넘어 차세대 기술로 주목받는 양자컴퓨터의 기술 개발과 상용화를 위한 경쟁이 치열하다.

짧게는 3년에서 길게는 10년 이내에 상용화돼 AI 이상의 영향을 미칠 것으로 예상되는 만큼 구글, IBM, 아마존, 마이크로소프트 등 빅테크 기업들이 관련 기술을 선도 중이다.

특히 각 기업은 기술 우위를 점하기 위한 각기 다른 전략을 펼치고 있어 누가 먼저 양자컴퓨터의 상용화 시대를 열 것인지 전 세계 이목이 집중되고 있다.

26일 지디넷코리아는 각 빅테크의 양자컴퓨터 전략과 기술 개발 현황을 살펴봤다.

구글의 양자프로세서'시커모어'가 장착된 양자컴퓨터(이미지=구글)

양자우월성 선언한 구글, 기술 선두주자 주목

구글은 지난 2019년 세계 최초로 '양자우월성'을 입증하며 양자컴퓨터에 대한 독보적인 기술력을 선보였다. 이후 AI 기반 양자 알고리즘 안정화와 최적화에 주력하며, 양자 기술의 실질적 활용 가능성을 확대하고 있다.

특히 구글의 양자프로세서 '시커모어(Sycamore)'는 슈퍼컴퓨터로 약 1만 년이 걸릴 계산을 단 200초 만에 수행하며 양자컴퓨터에 대한 기대를 현실화했다.

현재 구글은 2031년까지 양자컴퓨터 사용화를 목표로 총 6단계 상업화 로드맵을 제시하고 있다. 이에 따라 안정적인 양자 컴퓨터 구현을 위한 양자 알고리즘 개발과 응용 사례 발굴에 집중한다. 최근에는 AI를 활용해 양자컴퓨터의 오류율을 보정하는 기술을 논문으로 발표했으며 AI 인프라 확보를 위해 엔비디아와 파트너십을 체결하기도 했다.

이와 함께 신약 개발, 기후 변화 대응, 신소재 개발 등 다양한 산업에 걸쳐 양자 컴퓨터를 활용한 기술 연구에 주력 중이다. 더불어 클라우드 서비스로 양자컴퓨터 인프라를 제공하며 연구자와 기업들이 양자 기술에 접근할 수 있도록 개방적인 환경을 조성하고 있다.

IBM의 양자컴퓨터 '퀀텀 시스템 원'(이미지=IBM)

IBM, 양자 네트워크·상용화 중심 고객저변 확대

IBM은 양자컴퓨터 상용화에 중점을 두고 저변확대에 박차를 가하고 있다. 최근 연세대학교 국제캠퍼스에 국내에도 최초로 양자컴퓨터를 구축하는 등 글로벌 양자 네트워크를 확충하는 중이다.

연세대학교에 설치된 양자컴퓨터는 '퀸텀 시스템 원'으로 IBM에서 선보이는 최신 기종이다. 이 양자컴퓨터는 127큐비트 IBM 퀸텀 이글 프로세서 기반으로 2의 127제곱(39자리 자연수) 규모의 연산을 한 번에 수행할 수 있는 성능을 보유하고 있다.

IBM은 2029년까지 오류 수정 기능 갖춘 양자컴퓨터를 구현해 상용화하는 것을 목표로 연구 중이다. 이와 함께 기업이나 연구조직에서 이를 보다 효율적으로 이를 활용할 수 있는 기반 개발도구와 기술지원도 함께 제공하고 있다.

키스킷(Qiskit)의 경우 양자컴퓨터용 소프트웨어(SW)를 보다 간단하게 개발할 수 있도록 지원하는 개발도구로 AI 분야에서 활발히 쓰이는 파이썬을 이용해 양자컴퓨터를 활용해 계산하거나 전용 앱을 만들 수 있는 환경을 지원한다.

IBM은 또한 매년 양자컴퓨터 전용 컨퍼런스인 'IBM 퀀텀 서밋'을 개최하며 최신 기술과 로드맵을 공개하고 있다.

마이크로소프트의 양자컴퓨터(이미지=마이크로소프트)

마이크로소프트: 안전성 확보 위한 논리적 큐비트 연구 집중

마이크로소프트는 아이온큐, 허니웰, 아톰컴퓨터 등 다양한 파트너사와 연계해 양자컴퓨터 연구 개발 속도를 내고 있다.

최근에는 아톰컴퓨터와 논리적 큐비트 연구에 집중하고 있으며 최근 24개의 논리적 큐비트를 연결하는 데 성공했다고 발표했다. 논리적 큐비트는 다수의 물리적 큐비트를 결합해 오류 보정 코드를 적용한 큐비트다. 이를 통해 41.5%에 달하는 오류율을 9.5%로 낮추는데 성공했다.

마이크로소프트는 해당 기술을 도입해 안정성을 강화한 새로운 양자컴퓨팅 시스템은 내년 선보일 예정이다. 해당 시스템은 IBM 방식의 개별 구축이 아닌 클라우드 서비스로 제공될 전망이다.

AWS에서 브라켓을 통해 제공 중인 아이온큐의 양자컴퓨터(이미지=아마존)

아마존, 클라우드 플랫폼 기반 양자 생태계 확장

아마존은 클라우드 전문 자회사 아마존웹서비스(AWS)기반으로 양자컴퓨팅 생태계를 확장하고 있다.

AWS에서 제공 중인 브라켓은 연구자와 기업들이 양자컴퓨터를 시뮬레이션하거나 실제로 활용할 수 있는 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼이다. D-웨이브, 아이온큐 등 여러 양자 하드웨어 제공업체의 기술을 클라우드 환경에서 통합 제공한다.

아마존은 양자 기술 인재 육성과 연구 지원에도 적극적이다. AWS 양자 솔루션 랩을 통해 기업과 협력하여 양자 문제를 해결하고 비즈니스 혁신을 돕고 있다.

또한, 자체 양자 하드웨어 개발을 위한 연구소인 'AWS 양자 컴퓨팅 센터'를 설립하며, 독자적인 기술 확보에도 주력하고 있다.

마이크로소프트가 오픈AI와의 파트너십을 통해 AI 시장을 선점한 것처럼 양자컴퓨터 시장에서 누가 기술을 주도할 것인지는 아직 미지수인 상황이다.

다만 각 빅테크 기업이 각기 다른 전략으로 양자컴퓨팅 기술 개발을 가속하며 양자 기술 상용화 가능성을 넓히는 만큼 양자컴퓨터의 상용화 시기는 더욱 단축될 전망이다.

최근 IBM의 퀀텀 아태지역 총괄사업본부장인 표창희 상무는 "양자컴퓨터는 이미 상용화가 시작됐다"며 "AI처럼 각 기업을 넘어 국가의 IT 경쟁력에 큰 영향을 주는 것이 양자컴퓨터가 될 것인 만큼 국가 차원 투자와 함께 이에 따른 대비를 해야 할 것"이라고 강조했다.