IBM “양자 컴퓨팅의 미래는 지금, 올해 양자 우위 입증”
Source: Byline Network
양자컴퓨팅의 미래는 지금이다. 완벽한 순간을 기다리는 비용과 지금 투자하는 비용을 비교해야 한다.
올리버 다이얼 IBM 퀀텀 최고기술책임자(CTO)는 19일 서울 콘래드에서 열린 ‘IBM 퀀텀 커넥트 APAC’ 기조연설에서 이렇게 말했다. 완성된 양자컴퓨터가 등장하기를 기다릴 것이 아니라, 지금부터 기술 역량과 활용 생태계를 준비해야 한다는 설명이다.
다이얼 CTO는 양자컴퓨팅을 마라톤에 비유했다. 그는 “마라톤을 뛰려면 미리 훈련해야 한다”며 “양자컴퓨팅도 지금부터 역량을 쌓아야 한다”고 강조했다. 양자컴퓨팅은 아직 연구와 검증이 이어지는 초기 기술이지만, 기업과 연구기관이 적용 분야를 찾고 알고리즘을 익히는 준비를 시작해야 실제 활용 단계에서 뒤처지지 않는다는 것이다.
IBM은 이날 행사에서 양자컴퓨팅의 기술 로드맵과 산업 적용 방향을 공개했다. IBM은 신약 후보 물질 탐색, 배터리 소재 설계, 금융 위험 계산처럼 기존 컴퓨터로 계산 시간이 길어지는 문제를 양자컴퓨팅이 보완할 수 있다고 봤다. 분자 구조와 시장 변수처럼 경우의 수가 빠르게 늘어나는 문제에서 양자컴퓨팅이 기존 컴퓨팅의 한계를 줄일 수 있다는 것이다.
2026년 양자 우위·2029년 내결함성 시스템 목표
IBM이 제시한 로드맵은 두 축으로 정리된다.
- 2026년 – 고객·협력사와 함께 ‘양자 우위(Quantum Advantage)’를 입증한다. 양자 우위는 특정 문제에서 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터보다 더 빠르거나, 더 정확하거나, 더低 비용으로 계산할 수 있는 상태를 뜻한다.
- 2029년 – 대규모 내결함성 양자 시스템을 제공한다. 내결함성(Fault Tolerance)은 계산 중 오류가 발생해도 이를 보정하면서 연산을 이어갈 수 있는 성질이다.
다이얼 CTO는 양자 우위를 입증하려면 하드웨어, 소프트웨어, 생태계가 함께 갖춰져야 한다고 설명했다.
- 하드웨어 – 100개 이상 양자비트(큐비트)를 갖춘 시스템이 필요한다. 큐비트는 양자컴퓨터에서 정보를 표현하는 기본 단위다.
- 소프트웨어 – ‘키스킷(Qiskit)’을 제시했다. 키스킷은 양자 알고리즘을 만들고 IBM 양자 시스템에서 실행할 수 있도록 돕는 오픈소스 개발도구다.
- 생태계 – IBM은 ‘IBM 퀀텀 네트워크’를 통해 300개 이상 협력사와 양자컴퓨팅 적용 가능성을 연구하고 있다. 다이얼 CTO는 “양자컴퓨팅은 아직 모두가 배우는 단계”라며 “좋은 점과 어려운 점을 함께 공유하면서 발전해야 한다”고 말했다.
양자컴퓨터, 기존 컴퓨터를 대체하는 것 아니다
이번 기조연설에서 IBM이 가장 강조한 단어는 ‘통합’이었다. IBM이 보는 양자컴퓨팅의 미래는 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터를 밀어내는 구조가 아니라, CPU·GPU·QPU를 함께 쓰는 구조다.
- CPU – 범용 계산을 담당하는 기본 연산 장치.
- GPU – 그래픽 처리에서 시작했지만 병렬 연산에 강해 AI 학습과 고성능 컴퓨팅(HPC)에 널리 쓰인다.
- QPU – 양자비트를 기반으로 특정 유형의 계산을 수행하는 양자처리장치.
다이얼 CTO는 “양자컴퓨팅은 기존 컴퓨팅을 대체하지 않는다”고 강조했다. AI는 AI가, GPU는 GPU가, 시간이 오래 걸리는 일부 계산 구간에 양자컴퓨팅을 투입하는 방식이 현실적이다. IBM은 이를 ‘양자 중심 슈퍼컴퓨팅(Quantum‑Centric Supercomputing)’이라 부으며, 양자컴퓨터를 독립된 장비가 아니라 AI·고성능 컴퓨팅·기존 서버 인프라와 연결된 하나의 계산 환경으로 활용한다는 비전을 제시했다.
신약·소재·금융으로 넓어지는 양자컴퓨팅
IBM은 양자컴퓨팅이 주로 활용될 분야로 생명과학, 소재, 자동차, 금융, 물류를 언급했다. 핵심은 기존 컴퓨터로 계산 시간이 너무 길거나 비용이 커지는 구간에 양자컴퓨팅을 적용한다는 점이다.
- 생명과학 – 신약 개발을 위한 분자 구조 시뮬레이션. IBM은 2024년 원자 8개 수준의 시뮬레이션을 수행했으며, 최근에는 12,000개 이상 원자를 포함한 분자 시뮬레이션으로 확장했다고 밝혔다.
- 소재 – 전기차 배터리 소재와 항공기 부식 방지 소재 탐색.
- 금융 – 거래 최적화, 위험 분석, 채권 발행 성공 가능성 예측 등. IBM은 HSBC와의 협업 사례에서 양자컴퓨팅 기반 벤치마크가 기존 컴퓨팅 대비 34% 향상된 결과를 보였다고 전했다.
- 물류 – 복잡한 변수와 많은 차량·선박이 얽힌 상황에서 경로 최적화.
오류 정정과 모듈형 확장이 관건
양자컴퓨팅이 실제 산업 활용 단계에 도달하려면 오류 정정이 필수다. IBM 퀀텀 디렉터 박사 백한희는 오류 정정 디코더와 이를 뒷받침하는 하드웨어 개발을 주요 과제로 꼽았다. 디코더는 양자 계산 과정에서 발생하는 오류 정보를 해석해 필요한 보정을 판단한다.
“IBM이 디코더에 필요한 제어 전자장비와 소프트웨어를 개발하고 있다. 고객이 자체 인프라를 이용해 오류 정정 방법을 적용할 수 있는 방식도 검토하고 있다.” – 백한희 박사
백한희 IBM 퀀텀 디렉터 박사 (출처: 바이라인네트워크)
모듈형 확장도 중요한 과제다. IBM은 여러 양자 시스템을 연결하는 모듈형 구조를 추진하고 있다. 이를 위해 칩‑칩, QPU‑QPU 사이를 연결하는 양자 통신 링크가 필요하며, 장기적으로는 다수의 양자 시스템이 하나의 계산 환경처럼 작동해야 대규모 문제를 풀 수 있다. 이때 어떤 데이터가 어느 장치로 이동해야 하는지, 어떤 계산을 어느 장치가 맡아야 하는지를 결정하는 소프트웨어 체계가 필수다.
백 박사는 과거 GPU가 CPU와 결합해 하나의 계산 환경으로 자리 잡은 과정을 예로 들며, “QPU도 앞으로 이런 통합 구조 안에서 쓰일 것으로 보고 있다”고 전망했다.
한국 생태계도 확장 가능성
IBM은 한국에서도 양자컴퓨팅 생태계 확대 가능성을 보고 있다. 특히 연세대학교와의 협력을 대표적인 사례로 언급했으며, 대학·연구기관·기업이 양자 시스템을 활용해 논문과 실험을 축적하고, 국내외 협력사와 함께 적용 사례를 찾아가는 흐름을 중요하게 보고 있다.
다이얼 CTO는 “생태계가 커질수록 양자 시스템 수요도 함께 늘어날 수 있다”며 “수요가 있다면 당연히 지원할 것”이라고 말했다. IBM은 일본과 미국에서 이미 CPU·GPU·QPU를 결합한 연구 환경이 일부 제공되고 있다고 설명했지만, 아직 대중적인 상용 서비스 단계는 아니다. 현재는 연구·개념 검증·벤치마크가 중심이며, 프로덕션 적용은 앞으로 달성해야 할 목표다.
다이얼 CTO는 “양자컴퓨팅은 쉽지 않다. 키스킷을 배우고, 적용 사례를 이해하고, 기업 업무 흐름 안에서 어느 부분에 양자컴퓨팅이 가치를 낼 수 있는지 파악해야 한다”고 강조하며, “마라톤을 준비하려면 지금부터 훈련해야 한다”고 마무리했다.