일본산업뉴스요약

다양한 서비스·제품, 양자컴퓨터로 개발
수 천년 분의 계산이 수 분만에 해결

차세대 고속 컴퓨터로 기대를 모으고 있는 양자컴퓨터를 일본의 대형 제조업체들이 연이어 도입하고 있다. 덴소는 양자컴퓨터를 이용해 수 백대 분의 차량에 대한 최적의 루트를 순식간에 도출해내어 교통 체증 해소 대책을 추진하고 있다. JSR사는 신속한 신소재 개발을 위해 양자컴퓨터를 이용하고 있다. 기존에는 수 천년 걸린 문제를 양자컴퓨터는 수 분만에 처리할 수 있어 다양한 서비스 및 제품 개발 분야에서 일본기업의 이노베이션을 후원해나갈 전망이다.

양자컴퓨터는 현재의 컴퓨터와는 작동 원리가 전혀 다른 것으로, 전자 등의 물리적 현상을 이용해 성능이 비약적으로 향상되었다. 캐나다의 D-Wave System이 세계 최초로 상용화했다. 미국 록히드 마틴이 스텔스(Stealth)전투기 개발에 이용, 구글은 인공지능(AI) 연구 등에 응용하고 있다. 양자컴퓨터 분야에서는 구미(歐美)기업들이 앞서나가고 있는 가운데, 일본기업들의 도입 움직임도 나타나고 있다.

-- 덴소; 교통 체증을 완화 --
덴소는 전세계 도시에서 문제가 되고 있는 교통 체증 해소를 위한 실증 실험에 D-웨이브의 양자컴퓨터를 사용. 내년에 실험에 착수할 계획이다. 실험에서는 교통체증이 빈번하게 발생하는 특정 지역을 주행하는 차량의 GPS 데이터를 수집해, 양자컴퓨터가 주행하고 있는 수 백대의 차량에 대한 목적지까지 최적화된 루트를 순식간에 찾아낸다.

기존에는 자동차 마다 최적의 루트를 동시에 찾아내는데 수 십 분이 소요되었다. 독일의 폭스바겐(VW)이 중국 베이징에서 실시한 양자컴퓨터를 이용한 실증 실험에서는 약 420대의 최적의 루트를 수 초 만에 찾아냈다. 최적의 루트를 찾아낸 차량의 수가 늘어나게 되면 도심부의 교통 체증이 해소될 수 있을 것이다.

양자컴퓨터를 통해 축적한 노하우를 차세대 자동차 내비게이션 시스템에 도입한다면 교통 체증이 해소되고, 자율주행 등에도 응용이 가능하게 될 것이다. 2020년대 전반의 실용화를 목표로 하고 있다.

-- JSR; 화학 신소재의 신속한 개발 --
타이어의 합성 고무 등을 생산하는 화학업체인 JSR은 신소재 개발에 IBM의 양자컴퓨터를 시험 도입한다. 운영 노하우를 습득하기 위해 IBM에 사원을 파견. 2025년을 목표로 연구 개발 분야에서의 본격적인 운용을 계획하고 있다.

화학제품 분야는 방대한 분자 데이터를 통해 유망한 화합물(폴리머)을 설계해 신소재를 개발한다. 기존보다 수 천 배 빠른 양자컴퓨터의 연산 속도를 활용해 신소재 개발 속도를 향상시켜나갈 방침이다.

모든 사물이 인터넷으로 연결되는「IoT」와 AI의 진화로 세계적으로 데이터 처리량이 엄청난 규모로 확대되고 있다. 고속 계산이 전문인 양자컴퓨터를 통해 AI 능력을 비약적으로 향상시킬 수 있게 된다. 유전자의 염기서열 조합도 순식간에 가능하기 때문에, 의학품 개발 속도도 빨라질 전망이다.

D-웨이브의 양자컴퓨터의 경우, 소비 전력이 슈퍼컴퓨터의 100분의 1로 적다. 판매 가격도 20억엔 이하로, 전기요금을 고려한다면 운용 비용은 슈퍼컴퓨터보다 낮다고 할 수 있다. 그러나 양자 컴퓨터는 한정된 과제에서만 연산이 이루어져, 만능은 아니다. 어떤 분야에서 그 효과가 충분히 발휘될 것인가를 판단하는 안목도 필요하게 될 것이다.

▶ 양자 컴퓨터의 활용 분야
- 배송지를 가장 효율적으로 순회하기 위한 물류 루트의 최적화
- 인터넷 이용자 별 맞춤형 광고 전송 및 추천 상품 제공
- 경제적 상황에 맞춰 주식이나 채권 등을 조합해 리스크를 최소화한 금융 상품 개발
- 방대한 분자 데이터 분석을 기반으로 고기능 화학제품 개발 및 신약 개발
- 얼굴 인식 및 행동 패턴 분석을 기반으로 한 사이버 보안

양자컴퓨터, 미국과 유럽이 개발을 선도, 일본이 추격

▷ 양자컴퓨터는 전자 등 극히 작은 세계에서 성립하는 법칙을 응용해 만든 컴퓨터이다. 물질을 형성하는 가장 작은 단위를「양자(Quantum)」라고 하며, 그 행동을 설명하는「양자역학」의 원리를 바탕으로 한다. 현재의 컴퓨터는 정보를「0」와「1」의 이진법으로 처리하고 있다. 0과 1의 병렬 방식이기 때문에 방대한 양의 계산이 필요하다. 양자컴퓨터는 양자역학의「중첩(Superposition)」이라고 불리는 현상을 이용해, 정보를「0」이기도 하면서「1」이기도 한 상태에서 처리한다. 무수히 많은 정보를 정리해 계산할 수 있다는 것이 특징이다. 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로 수 천년 걸리는 계산 문제를 수 분 만에 풀어낸다고 한다.

▷ 캐나다의 벤처기업은 양자컴퓨터의 원형이 되는 장치를 개발. 1998년 도쿄공업대학의 니시모리(西森) 교수팀이 제창한 원리 등이 응용되었다. 현재의 컴퓨터는 반도체 성능 등으로 인해 2020년대에 고속화의 한계를 맞이할 것으로 전망하는 전문가가 많다.

▷ 새로운 양자컴퓨터를 개발하기 위해 미국은 연간 200억엔을 투자하고 있고, 영국도 5년 동안 500억엔에 가까운 자금을 투자하고 있다. EU에서도 2019년부터 10년 간 약 1,250억엔 규모의 프로젝트를 설립할 계획이다 일본도 기초연구분야에서는 강해, 주목할만한 우수한 연구 논문 비율은 구미(歐美)에 버금간다. 문부과학성은 2018년부터 양자컴퓨터 등에 10년 간 약 300억엔을 투자, 실용화를 지원해나갈 방침이다.

 -- 끝 --