[영상] IBM "2026년 양자우위 달성"… 2033년 양자상용화 본격화

IBM 표창희 상무, 퀀텀코리아 2025서 IBM 양자컴퓨팅 로드맵 공개

IBM의 표창희 상무가 차세대 양자컴퓨터 실현을 위한 구체적인 기술 로드맵을 공개했다.

오는 2026년에는 기존 슈퍼컴퓨터보다 뛰어난 성능을 갖춘 '양자우위' 단계에 도달하고, 2029년에는 오류를 스스로 수정할 수 있는 '오류 내성' 양자컴퓨터를 실용화하겠다는 목표를 제시했다. 이를 바탕으로 2033년에는 대규모 실용 양자 시스템을 본격적으로 선보일 계획이다.

표 상무는 최근 서울 양재 aT센터에서 열린 '퀀텀코리아 2025' 행사장 내 IBM 부스에서, 현재 개발 중인 오류 내성 양자컴퓨터 'IBM 퀀텀 스탈링'을 소개하며 기술적 진척과 향후 비전을 공유했다.

2026년 스탈링에서 2033년 블루제이까지

스탈링은 약 200개의 논리 큐빗을 탑재해 1억 개 이상의 양자게이트 연산을 실행할 수 있는 IBM의 첫 실용 양자컴퓨터로 설계됐다. 이는 기존 슈퍼컴퓨터로는 해결하기 어려운 복잡한 계산 문제를 산업 현장에서 실질적으로 처리할 수 있는 수준에 근접한다는 점에서 주목받고 있다.

표 상무는 "스탈링 시스템은 오류를 스스로 수정하는 논리 큐빗을 기반으로, 기존 양자컴퓨터보다 약 2만 배 성능이 향상됐다"며 "IBM은 이러한 기술을 통해 양자컴퓨터의 상용화에 한 걸음 더 다가가고 있다"고 강조했다.

IBM퀀텀 표창희 아태지역 사업총괄

IBM은 스탈링 개발에 앞서 수백에서 수천개의 물리 큐빗을 결합해 안정적인 논리 큐빗을 구성하고, 이를 기반으로 수억에서 수십억 회의 양자 연산을 처리할 수 있는 구조적 기반을 선제적으로 마련해왔다. 핵심은 오류 수정 기술을 통해 논리 큐빗의 신뢰도를 높이는 동시에, 시스템의 확장성을 확보할 수 있도록 설계한 데 있다.

IBM은 스탈링을 통해 2026년 양자우위를 달성하고, 2029년 오류 내성 양자컴퓨터를 실현한 이후, 2033년까지 대규모 실용 양자 시스템 '블루제이(Blue Jay)'를 완성하겠다는 장기 로드맵을 추진 중이다.

이를 위해 2026년에는 모듈형 프로세서를 구현한 '쿠카부라(Kookaburra)' 시스템을 선보이고, 2027년에는 복수의 양자 모듈 간 얽힘을 구현하기 위한 '코카투(Cockatoo)' 플랫폼으로 확장 실험에 들어간다.

이러한 모듈형 아키텍처는 단일 칩의 물리적 한계를 극복하고, 시스템 규모를 유연하게 확장할 수 있는 IBM의 전략적 기반으로 자리잡고 있다.

IBM은 2033년, 최종 목표인 '블루제이(Blue Jay)' 시스템을 통해 2천 개 이상의 논리 큐빗과 10억 개 이상의 양자 연산을 처리할 수 있는 차세대 양자 슈퍼컴퓨터를 구현하겠다는 계획이다. 스탈링보다 연산 능력이 10배 이상 향상된 블루제이는 양자기술의 본격적인 산업화 전환점을 이끌 핵심 인프라로 기대된다.

표 상무는 "양자기술은 더 이상 실험실에 머물러 있는 기술이 아니라, 산업·과학·보안 문제를 해결하는 실질적인 인프라로 발전하고 있다"며 "IBM은 글로벌 파트너들과 함께 이러한 생태계를 주도하고 있으며, 한국에서도 함께할 수 있는 기반을 지속 확대해 나가고 있다"고 밝혔다.

양자 로드맵 3대 핵심 기술…모듈형 구조·커플러·오류 정정 알고리즘 

표 상무는 IBM의 양자컴퓨팅 로드맵을 실현하기 위해 필요한 핵심 기술로 '모듈형 구조', '커플러', '오류 정정 알고리즘' 세 가지를 꼽았다.

먼저 IBM은 하나의 거대한 칩을 만드는 대신, 여러 개의 소형 양자 칩을 연결해 하나의 시스템처럼 작동하는 '모듈형 구조'를 채택하고 있다. 

이 방식은 대형 칩을 한 번에 제작할 필요가 없어 연구 개발 기간을 단축할 수 있으며, 작은 단위를 유기적으로 조합해 시스템을 점진적으로 확장할 수 있는 장점이 있다.

큐빗 간 연결에는 '커플러(Coupler)'라는 장치가 사용된다. 이 기술은 큐빗 간 신호를 빠르고 정확하게 전달하며, 불필요한 간섭이나 오류를 줄여 양자 연산의 효율성과 정밀도를 높이는 핵심 요소로 꼽힌다.

표 상무는 "이 커플러 기술이야말로 양자컴퓨터의 정밀도와 속도를 결정짓는 중요한 요소"라고 강조했다.

세 번째 핵심 기술은 양자 오류 정정 알고리즘이다. 양자컴퓨터는 매우 민감한 물리적 상태를 기반으로 작동하기 때문에, 외부 환경 변화나 연산 과정에서 오류가 쉽게 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 IBM은 수백에서 수천 개의 물리 큐빗을 조합해 하나의 논리 큐빗을 구성하고 해당 큐빗이 스스로 오류를 감지하고 수정할 수 있는 알고리즘을 개발하고 있다.

표 상무는 "오류가 빈번히 발생하는 기존 양자 시스템의 한계를 극복해야 진정한 양자컴퓨팅 시대가 열린다"며 "IBM은 이 오류 수정 기술을 바탕으로 양자 연산의 정확도와 신뢰성을 획기적으로 끌어올리고 있다"고 설명했다.

양자기술, 실험실 넘어 산업 현장으로

표 상무는 "양자컴퓨터는 이미 여러 산업 분야에서 부분적으로 실용화 단계에 들어섰다"고 강조했다.

현재 IBM의 양자 시스템은 신소재 개발, 신약 후보물질 탐색, 금융 포트폴리오 최적화 등 복잡한 시뮬레이션이나 최적화 계산에 활용되고 있으며, 일부 글로벌 기업과 연구기관은 이를 기반으로 실험적 프로젝트를 진행 중이다.

그는 "양자 오류를 줄이고 시스템 신뢰도를 높이면, 신약 개발이나 신소재 탐색 등에서 지금보다 훨씬 정확하고 유망한 결과를 얻을 수 있다"며 "IBM은 이러한 미래를 대비해 클라우드 기반 양자컴퓨팅 서비스도 함께 운영하고 있다"고 덧붙였다.

IBM은 2016년부터 누구나 온라인으로 양자컴퓨터에 접속할 수 있는 클라우드 서비스를 제공하고 있으며, 오픈소스 양자 개발 도구 '키스킷(Qiskit)'과 전용 교육 프로그램도 운영 중이다. 또한 양자컴퓨터의 발전과 함께 예상되는 보안 위협에 대응하기 위해 '양자 내성 암호' 기술도 병행 개발하고 있다.

표 상무는 "양자컴퓨터는 이제 실험이 아닌 실용의 영역으로 넘어가고 있으며, IBM은 한국을 포함한 글로벌 파트너들과 함께 양자 생태계를 확대해 나가고 있다"고 말했다.