[현장] 연산 속도 3000배 향상…IBM "올해 양자우위 입증 원년"

컴퓨팅 병목 90% 줄이고 전력 소모 낮추고…산업 기준 혁신 기대

IBM이 기존 컴퓨터보다 3000배 빠른 속도로 신소재 시뮬레이션을 수행하고 1만2635개 원자 규모의 대형 단백질 복합체를 단번에 분석하는 양자 컴퓨터 도입을 올해 본격화한다.

IBM은 19일 서울 여의도 콘래드 호텔에서 'IBM 아시아태평양 퀀텀 커넥트' 행사를 개최했다.

이날 IBM은 올해를 실제 산업 비즈니스에서 가치를 증명하는 '양자 우위(Quantum Advantage)' 입증 원년으로 선포하고 기술적 진전 상황과 글로벌 적용 사례를 대거 공유했다.

페트라 플로리주네 IBM 퀀텀 글로벌 세일즈 총괄 디렉터(사진=지디넷코리아)

페트라 플로리주네 IBM 퀀텀 글로벌 세일즈 총괄 디렉터는 양자 컴퓨터의 핵심 원리와 함께 실제 산업 영역에 적용한 구체적인 실증 사례를 발표했다.

양자 컴퓨터는 전기 신호를 활용한 컴퓨터와 달리 양자의 중첩과 얽힘 현상을 활용한 연산 방식이 특징이다. 중첩을 통해 한 번에 수많은 경우의 수를 동시에 연산할 수 있어 현재 컴퓨터가 해결하기 어려운 난제를 해결할 수 있는 새로운 해결책으로 제시한다.

페트라 플로리주네 디렉터는 양자 컴퓨팅의 진정한 가치가 독자적인 구동보다 기존 연산 인프라와 결합할 때 발휘된다고 설명했다. 슈퍼컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU)에 양자프로세서(QPU)를 유기적으로 연동하는 '양자 중심 슈퍼컴퓨팅' 아키텍처가 핵심이다. 이 하이브리드 인프라 구조를 통해 고전 컴퓨터의 물리적 한계를 뛰어넘는 연산력을 확보할 수 있다는 설명이다.

그는 대표적인 사례로 일본 이화학연구소(RIKEN)가 구축한 양자 하이브리드 슈퍼컴퓨팅 플랫폼을 소개했다.

이화학연구소는 슈퍼컴퓨터인 '후가쿠(Fugaku)'와 127큐비트급 IBM 양자 시스템을 하나로 연동했다. 이를 통해 전체 컴퓨팅의 연산 병목 현상을 최대 90%까지 줄였으며, 슈퍼컴퓨터 단독 구동 대비 전력 소모량도 대폭 낮췄다.

페트라 플로리주네 디렉터는 이화학연구소의 하이브리드 모델이 현재 제조, 화학, 금융 등 다양한 글로벌 산업군에서 실질적인 비즈니스 문제를 해결하는 새로운 산업 기준으로 자리 잡았다고 설명했다.

클리블랜드 클리닉도 이화학연구소와 함께 최대 1만2635개 원자 규모 대형 단백질 복합체 시뮬레이션을 수행했다.

페트라 플로리주네 디렉터는 이것이 실제 양자 하드웨어를 활용해 진행한 연구 중 가장 큰 규모로, 생명과학 분야의 실질적인 난제를 직접 해결했다는 점에서 가치가 크다고 설명했다.

양자 소프트웨어 전문 기업 큐컨트롤은 IBM 퀀텀 플랫폼을 활용해 소재 과학 시뮬레이션을 진행한 결과, 기존 컴퓨팅 환경보다 연산 속도를 3000배 이상 향상했다.

이날 행사에는 최민희 국회 과학기술정보방송통신위원회 위원장과 구혁채 과학기술정보통신부 차관 등이 정부 주요 관계자가 참석해 한미 양자 컴퓨터 산업 발전을 위한 기술 협력 중요성이 강조됐다.

이수정 IBM코리아 사장(사진=지디넷코리아)

인적 자원 확보를 위한 로드맵도 전했다. 한국 정부는 K스타 비자 개편 등을 통해 2035년까지 전문 인력을 1만명 수준으로 확대할 방침이다. IBM도 두 나라에서 활동하는 박사 과정 연구원 15명에게 장학금을 지급하는 등 양자 인재 육성을 적극적으로 돕고 있다.

축사를 맡은 제임스 헬러 주한 미국대사대리도 과학적 진보와 국가 안보의 긴밀한 연결성을 언급하며 한미 공급망 파트너십을 강조했다. 

그는 "한국은 양자 인프라의 물리적 기반이 되는 고성능 반도체와 무선주파수(RF) 케이블 제조 강국이며 미국은 시스템 아키텍처와 소프트웨어 기술을 선도하 있다"며 "양국이 지닌 핵심 강점을 유기적으로 결합한다면 신뢰할 수 있는 양자 공급망과 경제 생태계를 함께 선도해 나갈 수 있다"고 강조했다.

이수정 IBM코리아 사장은 국내 양자 생태계 확산을 위한 전방위적 파트너십을 강조했다. 이 사장은 "국내 양자 생태계를 확대하기 위해 정부, 국회, 대학과 긴밀한 협력을 이어가고 있다"며 "국내 산업계와 학계가 새로운 기술적 가능성을 실현하도록 긴밀히 협력하겠다"고 목소리를 높였다.