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Nikkei X-TECH_2024.3.19

후지쓰, 퀀텀 해커톤 통해 연대 구축
세계 최고 수준의 시뮬레이터 개방

후지쓰(富士通)는 ‘퀀텀 해커톤’을 통해 세계 연구자 및 기업과의 관계를 깊게 하고 있다. 후지쓰는 자사의 세계 최고 속도 레벨 양자 시뮬레이터를 제공해 양자컴퓨터용 프로그램 개발 경진대회를 실시, 예상을 뛰어넘는 성과도 나왔다고 한다.

-- 기쁜 오산 --
후지쓰가 2023년에 실시한 제1회 ‘Quantum Simulator Challenge’에서는 아시아와 미국, 유럽 등 43개 팀이 응모, 최종적으로 20개 팀이 성과를 경쟁했다. 주최한 후지쓰가 참가자에게 요구한 것은 독창적이면서 유용한 양자 애플리케이션을 착상·구현하는 것이었다.

양자컴퓨터의 기초 연구에 관한 것부터 사회 응용을 상정한 실천적인 것까지 폭넓은 제안들이 나왔다. 후지쯔 기술전략본부의 고마즈키(駒月) 시니어 디렉터는 “예상을 뛰어넘는 성과도 여러 개나 있어서 무척 기뻤다”라고 말한다

예를 들면, 1위를 차지한 핀란드의 Quanscient는 2021년 창업의 양자 소프트웨어 스타트업으로, 유체역학에 관한 양자 애플리케이션을 개발했다. 2위의 영국 Riverlane은 영국 캠브리지대학 발 스타트업으로, 에러 정정 기술개발을 중심으로 사업을 전개. 이번 이벤트에서도 독자적인 에러 정정 알고리즘을 제안했다.

3위인 2개의 인도 기업으로 구성된 팀은 신용카드의 부정 이용을 검지하는 양자 기계학습을 적용하는 시뮬레이션, 같은 3위를 차지한 이탈리아 대학 팀은 무선 네트워크 구축 및 교통 신호 제어를 위한 이론을 제안했다.

후지쓰 양자연구소의 기쿠치(菊池) 시니어 프로젝트 디렉터에 따르면, 30 큐비트 이상의   큰 문제를 풀기 위해서는 시뮬레이터의 성능을 능숙하게 사용하는 기술이 요구된다고 한다. “재미있는 아이디어로 그것을 해결한 팀도 있어 매우 유익한 이벤트가 되었다” (기쿠치 시니어 프로젝트 디렉터).

일부 제안은 프로그램에 그치지 않고 유저 인터페이스까지 구축하는 등 수준 높은 결과물도 있었다. 결과 발표 후, 올해 개최된 성과 발표회에서는 참가 팀 간의 논의와 질의 응답으로 이벤트장의 분위기가 고조되었다고 한다. 최종적으로 후지쓰는 상금 총액 10만 달러(약 1,470만엔)를 입상자들에게 수여했다.

-- 세계에서 가장 빠른 수준의 양자 시뮬레이터 --
해외에서는 구글이나 IBM, 양자 스타트업 등이 이와 같은 퀀텀 해커톤을 개최하고 있다. 이러한 이벤트를 통해 주최자는 독자적인 하드웨어나 양자 서비스를 어필해 우수한 기술자 및 기업과의 연대를 구축, 오픈 이노베이션이나 인재 확보를 추진하려는 목적이 있다.

이러한 가운데 세계 최고 속도 레벨의 양자 시뮬레이터를 연구에 이용할 수 있는 것은 후지쓰 뿐으로, 양자 관련의 연구자에게 있어서도 주목의 대상이다. 이번 이벤트를 통해 모집된 IP(지적재산)는 어디까지나 참가자에게 귀속되며, 후지쓰는 이용할 수 없다. 그럼에도 불구하고 이벤트를 통해 많은 수확이 있었다고 후지쓰(富士通) 담당자는 말한다.

이벤트 종료 후에도 후지쓰에 많은 기업 및 연구 기관으로부터 공동 연구나 협업에 대한 문의가 들어왔다. 향후 새로운 관계를 통한 사업 전개도 기대하고 있다고 한다. 후지쓰는 올해 이후에도 퀀텀 시뮬레이터 챌린지 개최를 검토하는 등, 양자컴퓨터의 사회 구현을 향한 연구개발을 가속화할 방침이다.

이벤트에서 논의된 주제는 미래의 양자컴퓨터 용도를 검토하는 데 도움이 된다고 한다. 양자컴퓨터가 향후, 고전 컴퓨터를 뛰어넘는 성능을 어느 분야에서 발휘할 수 있을지에 대해 아직 밝혀지지 않은 것이 많다. 그것을 조기에 검토할 수 있다는 점이 양자 시뮬레이터의 이점이라고 할 수 있다.

-- 슈퍼컴퓨터 '후카쿠'의 프로세서를 활용 --
이벤트에 제공된 양자 시뮬레이터는 슈퍼컴퓨터 '후카쿠'의 프로세서 'A64FX'를 탑재한 512대의 서버를 활용해 39큐비트의 계산을 실현했다. 후지쓰는 현재 1,024대의 서버로 구축한 40큐비트의 시뮬레이터를 구축하고 있으며, 다음 이벤트부터 제공할 계획이다.

양자 시뮬레이터는 미국의 엔비디아 등도 개발하고 있지만, 대규모 양자 시뮬레이터를 타사도 이용할 수 있도록 하는 기업은 후지쓰 등 일부에 불과하다. 세계 최대 클래스의 양자 시뮬레이터를 보유한 후지쓰에 대한 세계의 기대도 크다. 양자 시뮬레이터를 사용하면 양자컴퓨터의 움직임을 시뮬레이션해 어떤 계산 결과를 얻을 수 있는지 정확하게 예측할 수 있다. 현재 양자컴퓨터는 큐비트의 계산 오류가 많아 대규모 계산에 이용할 수 없다는 문제가 있다.

시뮬레이터에서는 에러가 없는 이상적인 양자 계산과 일부러 에러를 넣은 양자 계산을 할 수 있다. 양자 계산 자체는 단지 행렬 연산이기 때문에, 통상적인 컴퓨터로도 실행이 가능하다. 하지만, 시뮬레이션하는 큐비트의 수가 증가하면 필요한 메모리 사용량이나 계산 시간이 기하급수적으로 증가하기 때문에 통상적인 컴퓨터로는 계산할 수 없게 된다. 50 큐비트 이상이 되면 슈퍼컴퓨터로도 정확한 시뮬레이션이 어려워진다고 알려져 있다.

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