일본산업뉴스요약

‘양자컴퓨터’, 일본도 경쟁에 참여
NTT 국가프로젝트, 시작기 무료 공개

NTT는 20일, 계산 속도가 현재의 컴퓨터 성능을 훨씬 능가하는 새로운 계산기 ‘양자컴퓨터’를 시작(試作), 27일부터 무료 공개한다고 발표했다. 구글 등과는 다른 방식의 국산 양산컴퓨터를 실현한 것이다. 양산컴퓨터 개발은 현재 미국과 중국이 거액의 연구 개발비를 투자하고 있는 최첨단 분야로, 일본의 참여로 경쟁은 더욱 뜨거워질 전망이다.

NTT는 국립정보학연구소와 내각부 등과 함께 국가 프로젝트로서 양산컴퓨터를 연구해왔다. 광케이블에 정보를 싣는 독자적인 방법을 이용해 실온에서 24시간 연속 운전이 가능해짐에 따라 이번 공개를 결정했다. 무료 공개를 통해 다양한 사용법이 시도되어 응용 소프트웨어 개발로 이어지도록 하는 것을 목표로 한다.

■ 캐나다 기업이 최초로 실용화
전자 등 극히 미세한 세계에서 일어나는 물리 현상을 이용하는 양자컴퓨터는 캐나다의 스타트업기업, D-Wave Systems가 최초로 2011년에 실용화했다. 최근 각국이 양자컴퓨터 개발을 서두르고 있는 배경에는 기존의 반도체 기술만으로는 컴퓨터의 고속화 및 저전력 성능 개선에 한계가 보이기 시작했기 때문이다.

인공지능(AI) 활용에서는 계산 속도가 빠를수록 잠재 능력을 끌어내기 쉽다. 양자컴퓨터는 현재의 슈퍼컴퓨터로 수 천 년 걸리는 계산을 수 분만에 해결하는 성능이 강점이다. 또한 소비전력도 낮출 수 있다. 현재의 슈퍼컴퓨터는 소비전력이 1만킬로와트(kW)에 달하는 케이스도 있지만, NTT의 시작기는 1kW로, 일반 가전과 비슷한 수준이다.

■ 미국, 연구개발에 200억엔 투자
미국은 양자컴퓨터를 새로운 산업 혁명을 일으킬 인프라로 지정하고 연간 200억엔 규모의 자금을 투자하고 있다. 중국은 과학 기술 이노베이션 5개년 계획의 중점 분야로써 양자컴퓨터 연구 개발을 추진해나가고 있다.

구글은 AI의 연산 고속화를 목표로 캘리포니아대학교 샌타바바라의 마르티니스 교수와 함께 연구하고 있다. NTT의 시작기는 최단 경로를 요구하는 등의 특정 문제에 강점을 갖고 있는데 비해, 구글의 연구는 다양한 종류의 문제를 해결하는 범용화에 초점을 맞추고 있다. 실현까지는 많은 장애물이 있지만, 광범위한 응용을 모색하고 있다.

기초연구분야에서는 앞서있지만, 실용화에서 뒤쳐져 있는 일본도 2018년부터 10년 간 약 300억엔의 투자 방침을 결정했다. 히타치제작소도 영국의 케임브리지 대학과 공동으로 연구하고 있다.

양자컴퓨터는 현재의 슈퍼컴퓨터와는 동작의 원리가 다르다. 계산이 가능한 범위가 한정되어 있어 전용 소프트웨어가 필요. 동작이 자주 불안정하고, 컴퓨터 크기로 소형화되기 어렵다고 알려져 있어, 세계적으로 한 층 더 업그레이드 된 기술 혁신이 요구되고 있다.

▶ 양자컴퓨터와 슈퍼컴퓨터의 차이

▶ 양자컴퓨터 연구 개발을 둘러싼 각국의 동향
- 일본: 2018년부터 10년 간 약 100억엔을 투자. NTT 등의 산∙학 연대 그룹 외에도 히타치제작소 등도 연구 개발 추진
- 미국: 연간 200억엔 규모를 투자. 구글과 IBM, 마이크로소프트 등 민간기업도 연구 개발을 강화
- EU: 2019년부터 10년 간 약 1,250억엔 규모를 투자
- 영국: 2014년부터 5년 간 약 500억엔을 투자
- 중국: 정부 정책인 과학기술 이노베이션 5개년 계획의 중점 분야로 지정. 대규모 투자를 계획

자율주행 등 응용을 모색하는 움직임 나타나
암호 해독, 악용될 가능성도 있어

양자컴퓨터는 인류가 경험해보지 못한 계산 속도를 가지고 있다. 이를 통해 지금까지 없었던 전혀 새로운 서비스를 실현하기 위해 자율주행 및 신소재 개발 등으로의 응용을 모색하려는 움직임이 나타나기 시작했다. 하지만 계산 능력의 비약적인 발전은 정보 사회에서 암호가 간단히 풀리는 등, 위협이 될 것이라는 우려의 목소리도 나오고 있다.

중국에서는 독일의 폭스바겐과 캐나다의 D-웨이브 시스템이 교통 체증 해소에 양자컴퓨터를 이용하려는 계획을 세우고 있다. 거리를 왕래하는 각 자동차들의 목적지를 순식간에 계산해 지시해주는 것이 목적이다. 앞으로는 진행 방향을 정확하게 유도해 교통 체증을 예방하는 것을 목표로 하고 있다. 신소재 개발에서는 JSR이 양자컴퓨터 활용을 결정하는 등의 움직임이 시작되고 있다.

한편, 양자컴퓨터는 계산 속도가 빨라, 현재의 컴퓨터로는 수 천~수 억 년 걸리는 복잡한 암호 데이터도 해독할 수 있다. 양자컴퓨터가 실용화된다면, 악의를 가진 해커나 정보기관에 암호화한 통신 데이터가 노출될 우려가 있다. 미쓰비시전기는 양자컴퓨터가 실용화된 시대를 상정해, 정보를 암호화해서 전송하는 새로운 기술 개발을 추진하고 있다.

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