양자컴 개발 장치로 양자강국 토대 마련

ETRI, 양자컴 모방 '큐플레이어' 개발… 시범운영
개발자들 양자 회로설계·프로그램 검증 가능해져

ETRI 연구진이 자체 개발한 양자컴퓨팅 에뮬레이터 '큐플레이어(QPlayer)'의 구동을 시연하고 있다. ETRI 제공

[파이낸셜뉴스] 한국전자통신연구원(ETRI)이 자체 개발한 양자 컴퓨팅 기술로 양자 회로설계와 프로그램 검증을 제공하는 시범서비스를 운영하고 있다고 23일 밝혔다. 국내 연구진들이 이 서비스를 통해 양자컴퓨팅 소프트웨어의 기술력을 실증함으로써 우리나라가 양자기술 강국으로 가는 기반을 마련한 셈이다.

ETRI가 자체 개발한 고성능 양자컴퓨팅을 모방한 장치 '큐플레이어(QPlayer)'를 연구원 내부직원 사용자들을 대상으로 시범 운영하고 있다. 시범서비스인 '큐그라운드(Qground)'는 일반인이 양자 프로그래밍을 직접 돌려볼 수 있는 툴의 일종으로, 양자-고전 하이브리드 컴퓨팅시스템 기술 개발을 최종 목표로 하는 연구개발 단계중 첫 번째 성과다.

연구진은 큐플레이어 개발하는 과정에서 얻은 성과를 SCIE 저널 '양자과학과 기술(Quantum Science and Technology)'에 발표했다.

또한 3극 특허를 포함한 2건의 국제 특허 출원으로 국제적으로도 그 가치를 인정받았다.

현재 큐플레이어는 양자 클라우드 플랫폼 기업인 메가존클라우드, 양자 보안 전문 기업 노르마 등과 협력해 상용화 가능성을 모색하고 있다. 연구진은 "이러한 협력은 큐플레이어가 클라우드와 온-프레미스 환경에서 폭넓게 활용될 수 있는 잠재력을 보여주는 것"이라고 말했다.

큐플레이어는 고전 컴퓨터에서 양자 상태벡터의 변화를 효과적으로 시뮬레이션하기 위해 설계됐다. 기존 양자컴퓨팅 에뮬레이터와는 달리 양자 상태공간의 축소 관리 기법을 도입해 메모리 요구량은 줄이고, 운영 성능은 크게 개선했다.

연구진은 "기존 슈퍼컴퓨터상의 다중 노드 기반 45큐비트 에뮬레이션이나, 단일 노드에서 35큐비트 수준의 에뮬레이션을 수행하던 IBM의 상용 수준을 크게 뛰어넘는 128개의 물리 큐비트를 지원한다"고 설명했다.

특히 큐플레이어는 양자 중첩도가 70% 이내인 알고리즘에서 낮은 메모리 요구량과 고속 실행 시간 제공으로 기존 양자컴퓨팅 에뮬레이터보다 큰 성능 우위를 보인다. 대표적인 응용으로 표면 코드 기반 코드거리 3인 논리 큐비트 6개의 동작을 단일 노드에서 에뮬레이션한 사례는 큐플레이어의 우수성을 나타낸다.

이처럼 ETRI의 성과는 적은 컴퓨팅 자원으로도 빠르고 효율적인 양자컴퓨팅 실험과 검증이 가능하다는 점에서, 양자 소프트웨어 연구의 중요한 플랫폼으로 자리 잡을 것으로 본다.

ETRI는 앞으로 큐그라운드 서비스를 보다 확대해 사용자 운영 환경을 개선할 예정이다.

GPU 기반 에뮬레이션과 잡음 모사형 에뮬레이션이 가능한 엔진 코어를 추가 도입하고 양자 알고리즘 패턴에 따른 최적 엔진 코어 운영 정책 선택 기술을 큐플레이어에 추가 개발한다는 계획이다.

[e-mail] 김만기 기자