차원이 다른 차세대 PC, 퀀텀컴퓨팅 기술 어디까지 왔나

"보통의 컴퓨터는 꺼지고 켜지는 0 또는 1의 비트로 작동한다. 퀀텀 상태는 훨씬 더 복잡하다. 물질은 파동이면서 동시에 입자이며 이를 둘러싼 비결정성이 컴퓨터에 더욱 많을 정보를 담을 수 있게 해준다.

퀀텀컴퓨팅이 우리가 가야 할 길인 이유다"
몇년 전 캐나다의 총리 쥐스탱 트뤼도가 최고의 이론 물리학자들이 모인 페리미터 연구소를 찾았다가 한 기자의 질문에 답한 내용이다. 보통 총리였다면 해당 전문가를 내세워 답변을 대신 했겠지만 쥐스탱 트뤼도 총리는 전문가들 조차 놀랄 정도의 퀀텀컴퓨팅 관련 지식을 전해 그 자리에 있던 물리학자들이 우레와 같은 환호를 보냈다는 일화는 유명하다.

당시만 해도 잡히지 않을 것 같던 상상을 초월하는 미지의 기술이던 퀀텀컴퓨팅의 기술 속도가 진보하고 있다.

13일 IBM에 따르면 100~1000큐비트 수준의 어프록시메이트 퀀텀컴퓨팅이 5년내 상용화 될 전망이다. 이를통해 파이낸셜서비스, 인공지능(AI), 화학분야에서 활용할 수 있을 것으로 보고 있다.

엄경순 한국IBM CTO 전무는 "카페인을 먹으면 밤에 잠이 안오는데 원자안에 있는 성분을 정확하게 분석을 못하고 있기 때문에 이유를 명백하게 규명하지 못하고 있다. 카페인 분자를 둘러싼 원자의 구성요소를 뜯어보기 위해서는 많은 빛이 필요한데 그 정도의 빛이 현존하지 않아 현재까지는 풀수 없는 문제이기 때문"이라며 "간단한 원자지만 향후 고려할 물질이 복잡하기 때문에 현재 컴퓨팅으로 풀 수 없는 문제가 많다. 퀀텀컴퓨팅으로 좀더 파워풀한 양자 빛을 갖고 풀수 있기 때문에 퀀텀컴퓨팅이 필요한 것"이라고 설명했다.

현재 세상에 존재하는 문제 중 예측하기 어려운 결과들을 퀀텀컴퓨팅에서는 낼 수 있다는 분석이다. 퀀텀컴퓨팅의 단위인 큐비트는 비트와 다르게 0과 1이 동시에 존재할 수 있다. 큐비트는 2의 n승으로 늘어나기 때문에 50큐비트의 기술이 성공했다는 의미는 2의 50승 만큼의 성능을 낼 수 있다는 것을 의미한다.

엄 전무는 "퀀텀컴퓨팅의 가장 큰 특징은 중첩, 얽힘이다. 큐비트들간 서로 얽혀있다보니 하나의 큐비트가 변화가 생기면 다른 큐비트들도 변한다"라며 "지구와 위성의 관계가 얽힘이라면 지구 변화로 위성도 변할 수 있는 것으로 하나의 변화에 의해서 나머지도 한꺼번에 변할 수 있기 때문에 기존 컴퓨터보다 훨씬 막강한 일을 빠르게 할 수 있다"라고 말했다.

구글과 인텔 등 다른 회사들도 앞다퉈 퀀텀컴퓨팅에 뛰어들고 있지만 IBM은 시중에 자신들의 기술을 오픈하고 함께 연구, 협업을 벌이는 방식으로 기술을 발전시키고 있다. 예를들어 JP모건체이스와는 거래전략, 포트폴리오 최적화, 펀드 자산가격 결정, 리스크 분석을 포함한 금융산업 유스케이스를 개발한다.

다임러와는 자동차 및 운송산업을 위한 퀀텀컴퓨팅 유스케이스 발전, 차량제조·자율주행 기술, 자동차 신소재 개발 등에 활용할 수 있다. 국내 업체 중에는 삼성전자와 협력해 소재 분석 및 개발 등 반도체와 전자산업분야의 미래에 영향을 미칠 유스케이스를 개발할 방침이다.

엄 전무는 "기업들이 함께 연구할 다양한 형태가 있다"라며 "혼자 연구할 수 있는 게 아니기 때문에 허브기업과 함께 같이 노력을 하려고 하며 서로 도와가는 모델을 지향하고 있다"라고 말했다.

[e-mail] 김아름 기자