일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.10.11

노벨상으로 들끓는 양자컴퓨터
실용화는 2030년 이후？

2022년 노벨물리학상을 '양자 얽힘' 실증에 기여한 연구자가 수상하면서 양자 얽힘을 활용하는 양자컴퓨터가 새삼 각광을 받고 있다. 그런데 그 양자컴퓨터의 실용화에 신중한 견해가 확산되고 있다. 양자컴퓨터는 현재의 컴퓨터로는 풀 수 없는 사회 과제를 해결할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있지만, 연구가 진전됨에 따라 기술 개발이나 사업화의 어려움을 알게 되었다.

미국 가트너가 매년 작성하고 있는, 기술의 성숙도와 사회 적용도를 나타내는 '하이프 사이클'에서는 19년에 '양자컴퓨팅'이 탈락했다. 그 후, 관련 기술인 '양자ML(양자기계학습)'이 21년에 게재됐지만 22년에 사라졌다. 양자컴퓨터나 관련 기술은 여명기에 불과하다는 분석도 있어, 일부 ‘과잉 기대’에 대해 냉정한 경영 판단을 촉구하는 목소리도 나온다.

19년에 구글이 양자컴퓨터의 계산 능력이 기존 슈퍼컴퓨터보다 뛰어나다는 ‘양자 초월성’을 발표하면서 세간의 양자컴퓨터에 대한 기대가 크게 높아졌다. 그러나 개발되고 있는 소규모 양자컴퓨터 'NISQ'는 노이즈가 많아 아직까지 정밀도 높은 계산이 이뤄지지 않고 있다. 양자 관련 소프트웨어를 개발하는 blueqat(도쿄) 대표이사 미나토(湊) 씨에게 양자컴퓨터의 현재와 미래에 대해 물었다.

blueqat은 후지필름과 공동으로 대규모 양자회로 시뮬레이션을 개발하고 있다. 이 개발에서는 엔비디아의 양자컴퓨터 시뮬레이터를 이용하고 있다.

Q: 하이프 사이클에는 19년 이후 '양자컴퓨팅'이라는 말은 없고, 22년에는 관련 기술도 포함해 모습을 감췄다.
A: 지금의 하이프 사이클에 양자컴퓨팅이나 그 관련 기술이 없다는 것은 납득할 만한 일이다. 예를 들면 지금 양자 관련 SPAC(특별인수목적회사)의 주가가 크게 떨어지고 있어 주식 시장은 냉정한 판단을 하고 있다. 일본은 세계에서 3년 정도 의식이 뒤처져 있어 위화감이 있을 수 있지만 양자컴퓨터에 대한 기대감은 19년 이후 뚝 떨어졌다.

양자컴퓨터 연구는 진행해야 하지만 사업으로서 당장 이익을 회수하는 것은 불가능하다. 재료나 금융, 제조업 등에서 검토가 진행되고 있지만 성과를 얻는 데는 시간이 걸린다. 예를 들면, 구글은 21년에 개발 거점인 '양자 AI 캠퍼스'(미국 캘리포니아주)를 개설해, 29년을 타깃으로 양자컴퓨터의 실용화를 목표한다고 한다. 실용화 목표를 29년으로 잡은 이유는 NISQ의 성능이나 신뢰성이 생각보다 높지 않았기 때문이다.

현재로서는 양자컴퓨터와 ‘고전’ 컴퓨터를 조합해 사용해도 용도가 별로 없다는 것을 알게 됐다. ‘29년 실용화’도 낙관적인 예상이며, 31년 정도가 되지 않을까 생각한다. 앞으로 어떻게 할지 기업 입장에서는 고민스러운 국면에 접어들었다.

Q: 구글의 '양자 초월성'으로 기대가 높아지고 있지 않나?
A: 확실히 구글은 19년 양자 초월성을 발표했다(‘슈퍼컴퓨터로 1만 년 걸리는 계산을 양자컴퓨터라면 200초 만에 풀 수 있다’는 내용). 다만 이 연구 내용에는 이론도 있다. 중국의 연구진이 21년 11월에 미국계산기학회(ACM)의 ‘고든 벨’ 상을 수상한 연구내용에 따르면, 슈퍼컴퓨터의 소프트웨어 개량으로 어렵다고 생각했던 계산을 빨리 풀 수 있게 되면서 양자컴퓨터와의 차이가 좁혀졌다고 한다.

양자컴퓨터는 확실히 유효한 기술이긴 하지만 ‘양자 오류’ 등 과제도 많아 경우에 따라 슈퍼컴퓨터와 구분해서 사용하게 될 것이다. 양자 관련 기업은 아무래도 자신에게 유리한 이야기를 하기 때문에 제3자의 시각이 중요해진다.

Q: 양자 기술에서 주목할 것이 있나?
A: 21년의 하이프 사이클에 '양자 ML'이 등장했다. 22년에는 게재되지 않았지만 양자기술을 이용한 데이터 분석은 지금도 기대가 높다. 애플리케이션 나름이지만 양자컴퓨터를 개발하는 대기업들은 이 양자ML 개발에 희망을 걸고 있다.

blueqat은 그동안 양자컴퓨터 실제기기 연구개발을 진행했으나 21년 말에 시뮬레이션 등의 알고리즘 개발로 선회했다. 슈퍼컴퓨터에 사용하는 이미지처리반도체(GPU)를 기반으로 한 애플리케이션을 수년 전부터 개발해 고객 기업에 판매하고 있다.

양자컴퓨터의 거동을 슈퍼컴퓨터로 재현해 계산을 고속화하는 구조는 최근 1, 2년간 주목받은 기술이다. 미래에는 그 지식을 양자컴퓨터에 환원해 지원할 생각이다. 양자컴퓨터로는 어려운 계산도 있기 때문에 슈퍼컴퓨터로 보충할 수도 있다. 지금은 GPU 관련 기술에 투자하는 편이 리턴을 기대할 수 있다.

구글이나 미국 엔비디아 등도 GPU의 구현 연구에 주력하고 있는 분위기다. 해외도 일본과 마찬가지로 양자컴퓨터 개발은 활발하지만 생각한 성과는 나오지 않고 있다. 기업은 투자를 회수해 사업을 계속할 필요가 있으므로 시장을 신중하게 관찰해 견실한 사업에 착수할 필요가 있다.

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