캐드앤그래픽스 지식방송 CNG TV 지상 중계   CNG TV는 7월 14일 ‘양자 컴퓨팅의 현재와 제조업의 미래’를 주제로 웨비나를 개최했다. 이번 웨비나에서는 양자 컴퓨팅의 기본 개념과 최신 연구 동향을 살펴보고, 제조업에서 실제로 적용 가능한 사례를 분석해 기업이 어떻게 이 기술을 활용해 미래 전략을 수립할 수 있을지 논의하는 시간이 마련됐다. 자세한 내용은 다시보기를 통해 확인할 수 있다. ■ 박경수 기자   ▲ 왼쪽부터 캐드앤그래픽스 최경화 국장, KAIST 이준구 교수, IBM 표창희 상무   양자 컴퓨팅은 이미 실용화 단계 KAIST 전기및전자공학부 교수이자 양자 소프트웨어 스타트업 큐노바(QUNOVA)의 대표인 이준구 교수는 양자 컴퓨팅이 더 이상 미래의 개념적 기술이 아니라, “지금 당장 활용 가능한 실용적 기술”임을 강조했다. 그는 양자-고전 하이브리드 알고리즘을 기반으로 실제 산업 현장에서 적용된 사례들을 소개하며, 특히 제조업 분야에서의 양자 기술 활용 가능성을 구체적으로 설명했다. 큐노바는 양자 해석 기반의 화학 계산 설루션 ‘Hi-VQE’, 고차원 최적화 문제 해결을 위한 ‘Hi-QA’, 그리고 수치해석 중심의 CAE 문제에 대응하는 ‘Hi-VQ’ 등 세 가지 양자-고전 하이브리드 소프트웨어를 개발해왔다. 특히 ‘Hi-VQE’는 기존 VQE 방식 대비 약 1000배 빠른 속도로 생화학 반응을 해석할 수 있으며, IBM의 초전도 양자 컴퓨터를 이용해 44큐비트 수준의 정밀한 분석 사례를 성공적으로 시연한 바 있다. 이 교수는 큐노바가 현재 최대 10만 개 변수의 양자 최적화 문제 해결을 목표로 하고 있으며, 이는 경쟁사들이 다루는 약 200개 변수 수준을 크게 뛰어넘는 성과라고 설명했다. 이는 금융, 물류, 에너지, 소재 설계 등 복잡한 산업 과제 해결에 있어 양자 컴퓨팅이 가진 잠재력을 잘 보여주는 대표적 사례로 꼽힌다. 이 교수는 “양자 컴퓨팅은 신약 개발, 배터리·소재 시뮬레이션, 공정 최적화 등 고전 컴퓨터로는 접근이 어려웠던 난제를 해결할 수 있는 실질적 기술 도구가 되고 있다”고 강조했다.   ▲ KAIST 이준구 교수   IBM, ‘스타링’으로 산업용 양자 컴퓨팅 시대 연다 IBM 아시아태평양 퀀텀 총괄을 맡고 있는 표창희 상무는 IBM의 양자 기술 전략과 글로벌 로드맵을 중심으로 “유용한 양자 컴퓨팅 시대”를 어떻게 앞당길 것인가를 제시했다. 그는 “양자컴퓨터는 더 이상 미래 기술의 상징이 아니라, 지금 준비하지 않으면 도태되는 산업 도구”라고 강조하며, 산업 현장 중심의 기술 진화를 강조했다. IBM은 2016년부터 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 서비스와 오픈 소스 툴킷 ‘키스킷(Qiskit)’을 통해 생태계를 확장해 왔다. 2023년에는 ‘양자 유틸리티’ 시대를 선언했고, 2026년까지 ‘양자 우위(Quantum Advantage)’를 산업별로 실현하며, 2029년에는 세계 최초의 대규모 오류 내성 양자컴퓨터 ‘스타링(Starling)’을 선보일 예정이다. 스타링은 수백 개의 큐비트를 바탕으로 수억 개의 연산을 안정적으로 수행하며, 2033년에는 2000 논리 큐비트를 탑재한 ‘블루(Blue)’ 시스템이 상용화돼 본격적인 산업 적용이 이루어질 전망이다. 현재 IBM은 뉴욕 포킵시(Poughkeepsie)에 양자 데이터센터를 구축 중이며, 이를 기반으로 화학·물류·에너지·금융 등 다양한 영역에서 실질적 문제 해결 사례를 만들어내고 있다. 또한, 스타트업과 연구기관이 손쉽게 양자 앱을 개발할 수 있도록 ‘Qiskit Functions Catalog’를 운영 중이며, IBM 퀀텀 네트워크에는 전 세계 280개 이상의 조직이 참여하고 있다. 표 상무는 “양자 기술은 산업 구조 자체를 바꾸는 전환점이며, 지금이 바로 퀀텀 어드밴티지를 준비할 때”라고 강조했다.   ▲ IBM 표창희 상무   퀀텀 어드밴티지를 준비해야 할 골든타임 양자 컴퓨팅은 복잡한 최적화, 화학 반응 시뮬레이션, 신약 개발 등에서 이미 실제 적용되고 있으며, 슈퍼컴퓨터가 해결하지 못했던 문제를 빠르게 처리할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 특히 한국처럼 제조업 중심의 국가에서는 화학, 전자, 자동차 분야에 양자 기술이 결합될 경우 엄청난 경쟁력 상승이 기대된다. 전 세계적으로 약 76조 원 이상의 투자가 이뤄졌고, 양자 기술을 먼저 도입한 기업이 향후 시장 가치의 90%를 차지할 것이라는 전망이 나오는 가운데, 지금이야말로 ‘퀀텀 어드밴티지’를 준비해야 할 골든타임이라고 전문가들은 입을 모으고 있다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

IBM은 일본의 국립 연구기관인 이화학연구소(RIKEN)와 함께 미국 외 지역에서는 첫 번째로 IBM 퀀텀 시스템 투(IBM Quantum System Two)를 설치, 가동했다고 밝혔다. 이 시스템은 일본의 슈퍼컴퓨터인 후가쿠(Fugaku)와 함께 배치된 첫 양자컴퓨터이다. 이번 프로젝트는 일본 경제산업성 산하의 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)가 추진하는 ‘양자 및 슈퍼컴퓨터 통합 활용 기술 개발’의 일환으로 진행된다. IBM 퀀텀 시스템 투는 IBM의 156 큐비트 양자 프로세서인 IBM 퀀텀 헤론(IBM Quantum Heron)을 탑재하고 있다. 헤론은 이전 세대의 127 큐비트 IBM 퀀텀 이글(Eagle)보다 성능이 향상됐다. 2 큐비트 에러율로 측정되는 성능은 3×10⁻³(최저 오류율 1×10⁻³)로 이글에 비해 10배 개선되었으며, 회로 레이어 작업 속도(CLOPS)는 초당 25만 회를 기록하며 이 역시 10배 향상됐다. 156 큐비트 규모의 헤론은 기존 고전 컴퓨터로는 불가능했던 양자 회로 실행이 가능하며, 후가쿠와 연결해 양자 중심 슈퍼컴퓨팅 연구를 더욱 진전시킬 수 있다. IBM은 특히 화학 분야의 근본적인 문제를 해결하기 위한 첨단 알고리즘 개발에 있어 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.     IBM 퀀텀 시스템 투는 일본의 고성능 컴퓨팅(HPC) 센터인 RIKEN 계산과학연구센터(R-CCS) 내에서 후가쿠 슈퍼컴퓨터와 함께 구축됐다. 두 시스템은 명령어 수준에서 고속 네트워크로 긴밀히 연결되어, 양자 중심 슈퍼컴퓨팅을 위한 실험 환경을 조성하고 있다. 이러한 통합을 통해 RIKEN과 IBM의 엔지니어들은 병렬화된 작업 부하, 지연 시간이 적은 고전-양자 통신 프로토콜, 고급 컴파일 기술 및 라이브러리 개발 등을 함께 진행하고 있다. 양자 컴퓨팅과 고전 컴퓨팅이 서로 다른 계산적 강점을 지니고 있기 때문에, 이와 같은 연계는 각 시스템이 가장 적합한 연산을 자연스럽게 분담하여 처리할 수 있게 한다. RIKEN과 IBM은 RIKEN의 이번 IBM 퀀텀 시스템 투 도입이 양자 우위를 제공하는 알고리즘을 개발하는 데 있어 기존 성과를 한 단계 더 발전시키는 계기가 될 것으로 기대하고 있다. 양자 우위란 양자 컴퓨터가 기존의 고전적 방법보다 더 빠르고, 비용 효율적이며, 정확하게 문제를 해결할 수 있는 지점을 뜻한다. 이는 최근 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 표지에 실린 샘플 기반 양자 대각화(SQD) 기술을 통해 철황화물과 같은 복잡한 화합물의 전자 구조를 정확히 모델링하는 데 성공한 연구도 포함한다. 철황화물은 자연과 생명체에서 흔히 발견되는 화합물로, 이를 현실적으로 모델링하는 능력은 화학 연구에서 매우 중요하다. 과거에는 이러한 작업이 오류 내성이 있는 양자 컴퓨터가 필요하다고 여겨졌으나, SQD 워크플로는 오늘날의 양자 컴퓨터와 강력한 고전적 인프라를 결합해 과학적 가치를 창출할 수 있음을 보여주는 사례로 평가받는다.

엔비디아가 ‘엔비디아 GTC 파리’ 행사에서 앤시스 및 덴마크 AI 혁신 센터(DCAI)와 협력해 유체역학용 양자 알고리즘 개발 가속화에 나섰다고 발표했다. AI 슈퍼컴퓨팅은 새로운 양자 애플리케이션의 개발을 가속화하며 항공우주, 자동차, 제조업 등 핵심 산업에서 획기적인 발전을 이끌고 있다. 이러한 가능성을 보여주는 사례로, 앤시스는 DCAI에서 운영하는 슈퍼컴퓨터 ‘게피온(Gefion)’에서 실행되는 엔비디아 쿠다-Q(NVIDIA CUDA-Q) 양자 컴퓨팅 플랫폼을 활용해 유체역학 응용을 위한 양자 알고리즘을 발전시키고 있다고 발표했다. 덴마크 최초의 AI 슈퍼컴퓨터인 게피온은 엔비디아 DGX SuperPOD과 엔비디아 퀀텀-2 인피니밴드(Quantum-2 InfiniBand) 네트워킹으로 상호 연결돼 있다. 앤시스는 오픈 소스인 엔비디아 쿠다-Q 소프트웨어 플랫폼을 활용해, 이 슈퍼컴퓨터의 성능을 기반으로 유체역학에 적용 가능한 양자 알고리즘의 GPU 가속 시뮬레이션을 수행했다. 쿠다-Q는 GPU 가속 라이브러리를 활용해, 게피온이 ‘양자 격자 볼츠만 방법(Quantum Lattice Boltzmann Method)’이라 불리는 알고리즘 계열의 복잡한 시뮬레이션을 실행할 수 있게 한다. 앤시스는 이 알고리즘이 39큐비트 양자 컴퓨터에서 어떻게 작동할지 시뮬레이션함으로써, 유체역학 응용에 미칠 영향을 빠르고 비용 효율적으로 탐색할 수 있었다.     엔비디아의 양자와 쿠다-X(CUDA-X) 부문 수석 이사인 팀 코스타(Tim Costa)는 “미래의 실용적인 양자 응용 분야를 발견하려면, 연구자들이 현재 그에 걸맞은 대규모 시뮬레이션을 실행할 수 있어야 한다. 엔비디아는 앤시스, DCAI와 같은 협력 파트너들에게 양자 컴퓨팅의 영향력을 확장할 수 있도록 슈퍼컴퓨팅 플랫폼을 제공하고 있다”고 말했다. 앤시스의 프리스 바네르지(Prith Banerjee) 최고기술책임자는 “쿠다-Q의 GPU 가속 시뮬레이션을 통해 우리는 양자 응용이 실제로 영향을 발휘하기 시작하는 영역에서 이를 연구할 수 있었다. 우리는 엔비디아 그리고 DCAI와의 협력을 통해 전산유체역학(CFD)과 같은 공학 분야에서 양자 컴퓨팅의 역할을 확장해 나가고 있다”고 말했다. DCAI의 나디아 칼스텐(Nadia Carlsten) CEO는 “우리는 쿠다-Q를 통해 게피온을 사용하는 연구자들이 양자-클래식 하이브리드 컴퓨팅을 실현할 수 있는 가능성을 직접 목격하고 있다. 엔비디아, 앤시스와의 파트너십 덕분에 양자 기술과 AI 슈퍼컴퓨팅 간의 융합을 이끌어낼 수 있었다”고 말했다.

아마존웹서비스(AWS)는 오늘 캘리포니아공과대학의 AWS 양자 컴퓨팅 센터 팀이 개발한 새로운 양자 컴퓨팅 칩 오셀롯(Ocelot)을 발표했다. AWS는 이 칩이 기존 접근 방식 대비 양자 오류 정정 구현 비용을 최대 90%까지 줄일 수 있으며, 현존 컴퓨터로는 풀 수 없는 상업적·과학적으로 중요한 문제 해결을 위한 내결함성(fault-tolerant) 양자 컴퓨터 개발에 큰 진전을 이룰 것으로 기대하고 있다. 양자 컴퓨터의 오류 정정은 실용화를 위한 핵심 과제이다. 양자 컴퓨터는 외부 환경의 작은 변화에도 민감해 진동, 열, 전자 기기의 신호 등으로 인해 오류가 발생할 수 있다. 이를 방지하려면 여러 큐비트에 걸쳐 양자 오류를 정정하는 기술이 필요하지만, 기존 방식은 큐비트를 대량으로 요구해 비용이 매우 높았다. 오셀롯은 기존 방식의 한계를 넘어, 오류 정정에 필요한 자원을 크게 줄이는 방법을 제시한다.      AWS는 오셀롯 아키텍처의 설계 단계서부터 오류 정정 기능을 내장하고 ‘고양이 큐비트(cat qubit)’를 활용하는 새로운 방식을 채택했다. ‘슈뢰딩거의 고양이’ 사고 실험에서 이름을 따 온 고양이 큐비트는 비트 반전 오류(bit-flip error)를 자체적으로 억제해 오류 정정을 위한 자원을 크게 절감한다. AWS 연구원들은 오셀롯을 활용해 고양이 큐비트 기술과 추가 양자 오류 정정 구성 요소를 최초로 마이크로칩에 결합했다. 이 마이크로칩은 반도체 산업에서 차용한 제조 공정을 사용하여 확장 가능한 방식으로 제조할 수 있다.   양자 컴퓨팅의 발전에서도 하드웨어 기술이 핵심적인 역할을 한다. 과거에도 대형 전자 장치가 반도체 기반 시스템으로 전환되며 컴퓨팅 성능이 비약적으로 향상됐듯이, 오셀롯은 실용적이고 안정적인 양자 컴퓨터를 위한 기반을 마련할 것으로 기대된다.  AWS의 오스카 페인터(Oskar Painter) 퀀텀 하드웨어 디렉터는 “최근 양자 연구의 발전을 통해 오류에 강하고 실용적인 양자 컴퓨터의 등장은 이제 가능성의 문제가 아닌 시간의 문제다. 이러한 과정에서 오셀롯의 등장은 중요한 이정표가 될 것”이라며, “오셀롯 아키텍처로 만들어진 양자 칩은 오류 정정에 필요한 자원이 큰 폭으로 줄어 비용이 기존 방식의 1/5 수준으로 줄어들 수 있다. 이는 실용적인 양자 컴퓨터의 등장을 최대 5년 앞당길 것으로 예상한다”고 말했다.  오셀롯은 두 개의 실리콘 마이크로칩으로 구성되어 있으며, 각 칩은 약 1㎠ 크기다. 이 칩들은 전기적으로 연결된 칩 스택 형태로 결합돼 있으며, 실리콘 표면에는 양자 회로 요소를 형성하는 얇은 층의 초전도 물질이 배치되어 있다. 오셀롯 칩은 14개의 핵심 구성 요소로 구성되어 있으며, 이 요소들에는 5개의 데이터 큐비트(고양이 큐비트)와 이를 안정화하기 위한 5개의 '버퍼 회로, 그리고 오류를 감지하기 위한 4개의 추가 큐비트가 포함된다.  AWS 연구팀의 실험 결과에 따르면, 오셀롯은 비트 반전 시간(bit-flip times)이 1초에 근접하는 성능을 보여주었는데, 이는 기존 초전도 큐비트보다 약 1000배 더 긴 수명을 의미한다. 또한 위상 반전 시간(phase-flip times)은 20마이크로초를 기록했으며, 이는 양자 오류 정정에 충분한 수준이다. 고양이 큐비트는 오실레이터를 통해 계산에 사용되는 양자 상태를 저장하며, 오셀롯의 고품질 오실레이터는 탄탈륨(Tantalum) 초전도 물질의 얇은 필름으로 제작되었다. AWS 재료 과학자들은 실리콘 칩에 탄탈륨을 처리하는 특정 방법을 개발하여 오실레이터 성능을 향상시켰다. 

마이크로소프트가 토포컨덕터(Topological Conductor) 기반 양자 프로세서(quantum processor)인 마요라나 1(Majorana 1)을 공개했다. 최근 양자 컴퓨터 기술이 산업 전반에 큰 변화를 가져올 것이라는 기대가 커지면서 이와 관련한 연구가 가속화되고 있다. 마이크로소프트는 이번에 공개한 프로세서를 통해 양자 컴퓨터가 수십 년이 아닌 수년 내에 다양한 산업 및 사회적 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것으로 전망했다. 손바닥 크기의 마요라나 1은 마이크로소프트가 개발한 토폴로지 코어(Topological Core) 아키텍처를 기반으로 설계됐다. 양자 컴퓨터의 연산 단위인 큐비트(Qubit)를 단일 프로세서에 100만 개 이상 집적할 수 있는 확장성을 가졌으며, 오류 저항성을 하드웨어에 갖춘 내결함성 구조(fault-tolerant)로 더욱 안정적인 양자 연산이 가능하다. 또한, 디지털 방식으로 큐비트를 제어할 수 있어 신뢰성을 높였다.     이 같은 혁신의 핵심은 토포컨덕터라는 새로운 물질에 기반한다. 마이크로소프트 연구진은 반도체인 인듐비소와 초전도체인 알루미늄을 원자 단위에서 정밀하게 결합해 토포컨덕터라는 새로운 재료 스택을 제작했다. 토포컨덕터는 극저온에서 토폴로지 초전도성을 유지하면서 고체·액체·기체와는 다른 토폴로지 상태(topological state)를 형성한다. 특히 이 물질은 새로운 양자 입자인 마요라나 입자(Majorana particle)를 관찰하고 제어함으로써 초소형·초고속·고안정 큐비트를 생성하는 데 활용할 수 있는 재료다.   이번 연구 결과를 담은 논문은 과학 저널 네이처(Nature)에 동료 평가를 거쳐 게재됐다. 이 논문에서는 마이크로소프트 연구진이 토폴로지 큐비트의 독특한 양자 특성을 구현하고, 이를 정밀하게 측정하는 방법이 소개됐다. 특히 토포컨덕터가 무작위적 방해로부터 양자 정보를 효과적으로 보호하는 마요라나 입자를 생성할 수 있으며, 마이크로파 측정을 활용해 해당 정보를 신뢰성 있게 판독할 수 있다는 점도 다뤄졌다. 또한, 마이크로소프트는 미국 국방고등연구계획국(DARPA)의 산업 규모 양자 컴퓨팅을 위한 미개척 시스템(US2QC, Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing) 프로그램 최종 단계에 진출한 두 개 기업 중 한 곳으로 선정됐다. US2QC는 DARPA의 양자 벤치마킹 이니셔티브(Quantum Benchmarking Initiative)의 일부로, 실용적이며 내결함성이 높은 양자 기술 개발을 목표로 하는 연구 프로젝트다. 마이크로소프트는 양자 컴퓨터가 다양한 산업과 연구 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대하고 있다. 특히 재료 과학, 의료 및 생명 과학, 기후 변화 대응, 지속 가능한 에너지 연구 등에서 양자 컴퓨터의 역할이 더욱 중요해질 것으로 보고 있다. 예를 들어, 양자 컴퓨터는 금속이 녹슬거나 균열이 생기는 원인을 분석해 이를 스스로 복구하는 신소재를 개발하거나, 미세 플라스틱을 무해한 물질로 분해하는 촉매를 찾는 데 활용될 수 있다. 또한, 효소의 작용을 정밀하게 분석해 더 효과적인 치료제나 친환경 농업 기술을 개발하는 데 기여할 수도 있다. 마이크로소프트의 체탄 나약(Chetan Nayak) 퀀텀 하드웨어 부사장은 “마이크로소프트는 18개월 전부터 양자 슈퍼컴퓨터로 가는 로드맵을 제시했으며, 이번에는 세계 최초로 토폴로지 큐비트를 공개하며 두 번째 이정표를 달성했다”면서, “백만 큐비트 규모로 확장 가능한 양자 컴퓨터는 단순한 기술적 성취가 아니라, 전 세계가 직면한 가장 복잡한 문제를 해결할 수 있는 열쇠다. 이 기술이 실현되면 자가 치유 소재, 지속 가능한 농업, 더 안전한 화학 물질 개발 등 다양한 혁신이 가능해질 것”이라고 강조했다.

연세대학교 송도 국제캠퍼스에 ‘IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)’이 국내 최초로 설치됐다. 지난 11월 20일, 연세대와 IBM은 송도 국제캠퍼스에서 기자간담회를 열고 캠퍼스 내에 도입된 양자컴퓨터를 공개했다. 이는 대학으로서는 전 세계 두 번째로 설치된 사례로, 국내 학문 및 산업계에 중요한 전환점을 제공할 것으로 기대된다. ■ 박경수 기자   ▲ 연세대에 설치된 127큐비트 IBM 퀀텀 시스템 원 제막식   연세대학교와 IBM의 양자컴퓨팅을 통한 협력 비전 연세대 윤동섭 총장은 “양자 컴퓨팅은 미래 산업과 학문의 패러다임을 바꿀 핵심 기술”이라며, “이번 IBM 퀀텀 시스템 원의 도입은 연세대가 양자 컴퓨팅 및 첨단 바이오 분야에서 세계적 연구와 교육을 선도할 기반이 될 것”이라고 밝혔다. 윤 총장은 양자 분야 연구자 유치와 글로벌 연구기관과의 협력을 통해 지속적으로 혁신적인 성과를 창출하겠다는 포부를 밝혔다. 연세대 정재호 양자사업단장은 연세대가 양자컴퓨팅 플랫폼 구축을 목표로 양자문해력 교육, 산업 수요 발굴, 그리고 국내 기업 경쟁력 향상을 지원할 계획이라고 전했다. 이를 위해 연세대는 양자생태계운영센터, 양자컴퓨팅기술지원센터, 양자컴퓨팅센터를 포함하는 ‘양자사업단’을 신설했다. 양자사업단은 ▲글로벌 협력기관 유치 ▲IBM 자원을 활용한 양자 알고리즘 개발 ▲교육 체계 구축 및 자료 개발 ▲워크숍·세미나 개최를 통해 한국 양자 생태계의 발전을 이끌겠다는 전략을 제시했다. 정 단장은 “국내 최초로 도입된 양자컴퓨터는 공동 활용 생태계 구축을 통해 산업 전반의 ‘양자 문해력’을 증진시키는데 기여할 것”이라고 강조했다.   ▲ 환영사 중인 연세대학교 윤동섭 총장   ▲ 양자컴퓨팅 플랫폼 구축 계획을 소개한 연세대 정재호 양자사업단장   IBM 퀀텀 시스템 원 : 한국의 기술적 도약 IBM 표창희 상무는 IBM 퀀텀 시스템 원의 기술적 우수성과 역할에 대해 설명했다. 127큐비트의 이 시스템은 기존 슈퍼컴퓨터와 상호 보완적 연동이 가능하며 화학, 물리학, 소재 과학 등 복잡한 문제 해결에 유용성을 제공한다. 한편 IBM 퀀텀 부사장 제이 감베타는 “이 시스템은 한국 양자 생태계 확장과 인재 양성의 기반이 될 것”이라고 기대감을 드러낸 바 있다. IBM은 현재 12기 이상의 유용성 단계 양자컴퓨터를 보유하고 있으며, 60만 명 이상의 사용자와 250개 이상의 글로벌 파트너 네트워크를 운영 중이다. 이번 연세대 도입으로 한국은 미국, 캐나다, 독일, 일본에 이어 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 다섯 번째 국가가 되었다. 이는 한국이 양자컴퓨팅 분야에서 글로벌 경쟁력을 확보하는데 중요한 기반이 될 전망이다.   ▲ 퀀텀 시스템 원의 기술적 우수성과 역할에 대해 설명한 IBM 표창희 상무   양자컴퓨팅의 잠재력과 컴퓨팅의 미래 양자컴퓨터는 중첩과 얽힘 등 양자 물리의 특성을 활용해 기존 컴퓨터가 해결하기 어려운 문제를 더 빠르게 해결할 수 있다는 점이 강점이다. IBM의 ‘양자 유용성 단계’ 기술은 기존 컴퓨팅 능력을 초월하는 성능을 입증하며, 과학적 도구로서의 가능성을 넓히고 있다. 연세대는 이를 기반으로 2025년 창립 140주년을 맞아 양자 연구동 및 ‘양자컴퓨팅콤플렉스’를 개소할 예정이다. 이 시설은 바이오 분야와 융합된 세계 최초의 양자·바이오 첨단 산업 클러스터로, 송도 국제캠퍼스를 국가 첨단 전략산업의 중심지로 자리매김할 계획이다. 양자컴퓨팅 기술은 한국 산업 전반에 걸쳐 혁신을 이끌며, 국제적 협력을 통해 글로벌 기술 리더십을 강화하는데 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 따라서 앞으로의 연구 성과와 발전을 위해서는 국내 연구기관을 비롯해 기업과 정부 모두가 긴밀한 협력을 통해 양자생태계를 지속적으로 확장해야 한다. 이번 송도 취재를 통해 양자컴퓨팅이 더 이상 먼 미래의 기술이 아니라 현재의 가능성을 확장하는 현실적인 도구가 되었다는 것을 알 수 있었다. 이번 연세대와 IBM의 협력으로 한국은 양자컴퓨팅 분야에서 새롭게 도약할 수 있는 기반을 다지게 됐다. 향후 양자컴퓨팅이 우리 사회를 어떻게 변모시킬 것인지 다음 행보가 궁금하다.   ▲ 연세대학교 송도 국제캠퍼스에 설치된 ‘IBM 퀀텀 시스템 원’     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

연세대학교 송도 국제캠퍼스 퀀텀 컴퓨팅 센터에 'IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)'이 설치됐다. 연세대학교와 IBM은 11월 20일 송도 국제캠퍼스에서 기자간담회를 열고 국내에서는 최초이자, 대학으로서는 전 세계 두 번째인 양자컴퓨터 ‘IBM 퀀텀 시스템 원’을 전격 공개했다. ▲ IBM 퀀텀 시스템 원 제막식 ▲ IBM 퀀텀 시스템 원 ​​​​​​​ 이날 기자간담회는 국제캠퍼스 언더우드기념도서관 7층 국제회의실에서 열렸다. 연세대 윤동섭 총장은 환영사에서 "연세대는 국내 최초로 IBM 퀀텀 시스템 원을 설치해 양자 컴퓨팅과 첨단 바이오 분야에서 세계적 수준의 연구와 교육을 수행할 견고한 기반을 마련하게 됐다"며, "앞으로 양자 분야 연구자들을 적극적으로 유치하는 한편, 세계적인 양자 연구기관과 긴밀하게 협력해 혁신적인 연구 성과를 창출하겠다"고 포부를 밝혔다. ▲ 연세대학교 윤동섭 총장 연세대학교 정재호 연세대 양자사업단장은 연세대에서 IBM 양자컴퓨터를 도입하게 된 배경과 향후 활용 방안 등에 대한 브리핑을 진행했다. 정재호 단장은 양자컴퓨팅 플랫폼을 제대로 구축하는 것을 목표로 하고 있다며 "학생들이 양자문해력을 높일 수 있도록 교육 체계를 개편하고, 산업계의 양자컴퓨티 수요 발굴을 통해 국내 기업들의 대외 경쟁력 확장에도 도움이 될 수 있도록 지원하겠다"고 밝혔다. 또한 연세대는 양자 연구 및 생태계 조성을 본격화하기 위해 양자생태계운영센터, 양자컴퓨팅기술지원센터, 양자컴퓨팅센터를 포함하는 ‘양자사업단’을 신설했다고 소개했다. 양자 사업단은 향후 ▲글로벌 협력기관 유치를 위한연구 시설 확충 ▲IBM 자원을 활용한 양자 알고리즘 개발 지원 및 기술 프로젝트 자문 ▲양자 인재 양성을 위한 교육 및 자료 개발 ▲워크숍, 세미나, 콘퍼런스 개최 등을 통해 지식 교류 활성화 및 양자기술 발전에 기여할 계획이다.   ▲연세대학교 정재호 연세대 양자사업단장 정재호 연세대 양자사업단장은 “양자컴퓨팅 분야는 2023년부터 2030년까지 55억 달러이상의 성장이 예상되는 만큼, 국내 최초로 도입된 양자컴퓨터의 공동 활용 생태계 구축을 통해 산업 전반의 ‘양자 문해력’을 증진하고 상생 협력의 기반을 제공하는 것이 목적”이라고 설명했다. 그는 이어 “향후 정부기관, 지자체, 연구기관, 대학, 기업, 병원 등에서 양자컴퓨팅 활용 사업을 준비하는 다양한 기관 및 연구 협력에 관심 있는 기관은 언제든지 연세대 양자사업단으로 문의해 주시기 바란다”고 말했다. IBM 표창희 상무는 퀀텀 컴퓨팅 센터에 마련된 IBM 퀀텀 시스템 원의 성능에 대해 소개했다. 표창의 상무는 "앞으로 IBM은 양자 컴퓨터를 중심으로 한 개발을 지속할 계획이다"라며, "기존 컴퓨터를 양자컴퓨터와 연동을 통해 기존 슈퍼컴퓨터와의 상호보완을 통해 다양한 분야에서 활용될 수 있도록 지원하겠다"고 설명했다. ▲ IBM 표창희 상무 이날 브리핑 이후 언론에 실물이 공개된, 127 큐비트 IBM 퀀텀 시스템 원은 양자 우위에 도달하기 전 단계로, 양자 컴퓨터가 복잡한 연산에 있어 기존 수퍼 컴퓨터보다 더 나은 성능을 제공하는 것이 입증되었다. 연세대에 설치된 제품은 과학적 도구로서의 ‘유용성’을 제공하는 ‘양자 유용성 단계’의 양자 컴퓨터로, 연세대를 비롯해 주변 연구기관에서도 화학, 물리학, 소재 과학 등에 활용될 전망이다. 또한 연세대와 협력하는 국내 학술 기관과 기업들이 양자컴퓨팅 기술 연구에도 많은 도움을 줄 것으로 기대를 모으고 있다. ‘양자 우위’에 도달한 양자 컴퓨터는 중첩, 얽힘 등의 양자의 특성을 활용한 엄청난 성능으로 현재 사용하고 있는 기존 컴퓨터로 풀 수 없거나 어려운 문제를 더 빠르고, 더 정확하게, 더 저렴한 비용으로 풀 수 있을 전망이다. 한편 현 정부에서도 국가 경쟁력을 위한 차세대 과학 기술로 연구 개발에 많은 관심과 투자를 기울이고 있는 분야다. IBM은 양자 컴퓨팅 분야의 선도 기업으로서 12기 이상의 양자 유용성 단계의 양자 컴퓨터와 60만명 이상의 사용자 기반을 가지고 있다. 또한 2016년 이후 JP 모간, 엑손 모빌, 메르세데스 벤츠, LG 전자, 두산 그룹 등 대기업 및 연구소, 스타트업, 정부 기관 등 전 세계 250 개 이상의 회원사를 둔 IBM 퀀텀 네트워크를 운영하고 있다. 이 시스템으로 한국은 미국, 캐나다, 독일, 일본에 이어 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 전 세계 5번째 국가가 되었다. IBM 퀀텀 시스템 원은 127큐비트 IBM 퀀텀 이글 프로세서로 구동되며 연세대 네트워크의 연구자,학생, 조직 및 파트너들만이 전용으로 사용할 수 있는 유용성 단계의 컴퓨팅 자원을 제공한다. 2023년 IBM은 IBM 이글 프로세서가 기존 컴퓨팅을 사용한 무차별 대입 시뮬레이션 방식으로는 불가능했던 정확한 계산을 수행할 수 있는 성능을 보유했음을 보여줬다. ‘(양자) 유용성 단계’로 알려진 이 성능은 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨팅 방식을 능가하는 문제 해결 능력을 갖추게 되는 ‘양자 우위’에 도달하기 위해 화학, 물리학, 소재 과학 및 다양한 분야의 문제를 탐구하는 과학적 도구로 활용될 수 있는 시대가 열렸음을 의미한다. 양자 우위에 도달하여 양자 연산이 무차별 대입이나 근사치 계산 방식을 뛰어넘는 실질적으로 중대한 이점을 제공하게 되면 기존 컴퓨팅보다 더 저렴하고 더 빠르며 더 정확한 방식으로 복잡한 문제의 답을 계산할 수 있게 된다. ▲ IBM 퀀텀 시스템 원   제이 감베타(Jay Gambetta) IBM 퀀텀 부사장은 “연세대와 함께 유용성 단계의 양자 컴퓨터를 한국에 제공하게 되어 매우 기쁘다. 이를 통해 한국에 있는 더 많은 연구 기관과 단체, 기업 그리고 인재들이 양자 알고리즘의 한계를 넘어 과학적·사업적 가치를 모색할 수 있기를 바라며, IBM 퀀텀 시스템 원이 한국의 미래 양자 인재 양성과 양자 생태계 확장의 중요한 기반이 되기를 기대한다"고 말했다. 한편, 연세대는 2025년 3월 연세대 창립 140주년 및 유네스코 ‘국제 양자과학기술의 해’를 맞아 송도 국제 캠퍼스에서 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 양자 연구동을 포함한 ‘양자컴퓨팅콤플렉스’ 개소식을 개최할 예정이다. 송도 국제캠퍼스는 바이오 분야의 국가첨단전략산업 특화단지의 핵심 거점으로서 연세대는 세계 최초의 양자·바이오 융합 첨단 산업 클러스터 구축을 목표로 인천광역시와 협력하고 있다. 이 클러스터 개발의 일환으로 2024년 7월, 연세대학교와 IBM은 국내 양자 생태계 발전을 위한 바이오-퀀텀 이니셔티브에 협력하는 양해각서를 체결했다.

연세대학교와 IBM은 양자컴퓨터 ‘IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)’을 공개했다. 연세대 송도 국제 캠퍼스 퀀텀 컴퓨팅 센터에 설치된 IBM 퀀텀 시스템 원은 연세대를 비롯해 연세대와 협력하는 국내 학술 기관과 기업이 양자컴퓨팅 기술을 연구하고 활용할 수 있는 기회를 제공하고자 도입됐다. 이 시스템으로 한국은 미국, 캐나다, 독일, 일본에 이어 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 전 세계 다섯 번째 국가가 되었다. IBM 퀀텀 시스템 원은 127큐비트 IBM 퀀텀 이글 프로세서로 구동되며 연세대 네트워크의 연구자, 학생, 조직 및 파트너들만이 전용으로 사용할 수 있는 유용성 단계의 컴퓨팅 자원을 제공한다.     2023년 IBM은 IBM 이글 프로세서가 기존 컴퓨팅을 사용한 무차별 대입 시뮬레이션 방식으로는 불가능했던 정확한 계산을 수행할 수 있는 성능을 보유했음을 보여줬다. ‘(양자) 유용성 단계’로 알려진 이 성능은 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨팅 방식을 능가하는 문제 해결 능력을 갖추게 되는 ‘양자 우위’에 도달하기 위해 화학, 물리학, 소재 과학 및 다양한 분야의 문제를 탐구하는 과학적 도구로 활용될 수 있는 시대가 열렸음을 의미한다는 것이 IBM의 설명이다. IBM은 “양자 우위에 도달하여 양자 연산이 무차별 대입이나 근사치 계산 방식을 뛰어넘는 실질적으로 중대한 이점을 제공하게 되면, 기존 컴퓨팅보다 더 저렴하고 더 빠르며 더 정확한 방식으로 복잡한 문제의 답을 계산할 수 있게 된다”고 소개했다. 연세대는 2025년 3월 창립 140주년 및 유네스코 ‘국제 양자과학기술의 해’를 맞아 송도 국제 캠퍼스에서 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 양자 연구동을 포함한 ‘양자컴퓨팅콤플렉스’ 개소식을 개최할 예정이다. 송도 국제 캠퍼스는 바이오 분야 국가첨단전략산업 특화단지의 핵심 거점으로서, 연세대는 세계 최초의 양자·바이오 융합 첨단 산업 클러스터 구축을 목표로 인천광역시와 협력하고 있다. 또한 연세대는 양자 연구 및 생태계 조성을 본격화하기 위해 양자생태계운영센터, 양자컴퓨팅기술지원센터, 양자컴퓨팅센터를 포함하는 ‘양자사업단’을 신설했다.  연세대 윤동섭 총장은 “연세대는 국내 최초로 IBM 퀀텀 시스템 원을 설치함으로써, 양자 컴퓨팅과 첨단 바이오 분야에서 세계적 수준의 연구와 교육을 수행할 견고한 기반을 마련했다”면서, ”우수한 양자 분야 연구자를 적극 유치하고 세계적인 양자 연구기관과 긴밀히 협력해, 혁신적인 연구 성과를 창출하며 인류 삶의 질을 향상시키는 공동 목표 달성에 매진하겠다”고 말했다. 제이 감베타(Jay Gambetta) IBM 퀀텀 부사장은 “연세대와 함께 유용성 단계의 양자 컴퓨터를 한국에 제공하게 되어 매우 기쁘다. 이를 통해 한국에 있는 더 많은 연구 기관과 단체, 기업 그리고 인재들이 양자 알고리즘의 한계를 넘어 과학적·사업적 가치를 모색할 수 있기를 바라며, IBM 퀀텀 시스템 원이 한국의 미래 양자 인재 양성과 양자 생태계 확장의 중요한 기반이 되기를 기대한다”고 전했다.