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Nikkei Computer_2021.9.2 (p10)

아직은 무력한 존재인 양자컴퓨터
그럼에도 유력 기업들이 원하는 이유

IBM의 게이트형 상용 양자컴퓨터가 일본에 상륙했다. 큐비트 수가 27개로 적어 아직 무력한 존재라고 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 도요타자동차나 소니 그룹 등이 응용을 위한 연구를 시작하고 있다.

도쿄대학과 일본 IBM은 7월 27일, ‘IBM Quantum System One’을 가와사키(川崎) 시에서 가동시켰다. 도쿄대학이 사무국을 맡고 있는 ‘양자 이노베이션 이니셔티브 협의회(QII)’에 참가하면 이용할 수 있다고 한다. QII에는 도요타자동차와 미쓰비시UFJ파이낸셜그룹(MUFG), 소니그룹, 히타치제작소, 미쓰비시케미컬 등이 이름을 올리고 있다. 정회원 회비는 공동 연구 계약 등을 포함해 5,000만엔 이상이다.

이번에 가동된 IBM Quantum System One의 큐비트 수는 27개로 적으며, 오류 수정도 할 수 없는 무력한 존재라고 할 수 있다. 그럼에도 유력 기업들이 이 양자컴퓨터를 이용하고 싶어 하는 이유는 2가지이다. 하나는 지금은 오류 정정을 할 수 없지만 가까운 미래에 큐비트가 증가해 실용적인 성능을 발휘할 수 있을 가능성이 있다는 것. 또 하나는 각 기업들이 경쟁에 앞서 ‘양자 네이티브’라고 불리는 인재를 육성하기 위해서이다.

IBM는 가까운 미래에 큐비트들을 ‘벌집 구조와 같은 육각형 격자 모양으로 접속함으로써 노이즈를 억제하며 큐비트를 늘릴 수 있을 것’(일본 IBM의 도쿄기초연구소에서 부소장을 맡고 있는 오노데라(小野寺) 기술이사)으로 보고 있다. 2023년에는 1,121큐비트의 양자컴퓨터를 투입할 계획이라고 한다.

도쿄대학의 이모토(井本) 특명 교수는 27큐비트로도 고전 컴퓨터보다 고속으로 풀 수 있는 계산 문제가 존재할 가능성을 지적. 또한, “1121큐비트가 달성되면, 양자컴퓨터가 아니면 풀 수 없는 문제의 종류가 증가할 것으로 예상된다”라고 말한다.

이모토 특명 교수는 가까운 미래의 양자컴퓨터에 기대되는 용도에 대해 “다양한 물질을 여러 가지 비율로 조합해 신소재를 만들어내는 물질 탐색이나 화합물 탐색, 여러 요인으로 인해 가격이 변동하는 금융 상품의 리스크 평가 등, 실제 사회의 여러 상황에서 활용될 가능성이 있다”라고 설명한다.

-- 오류를 허용하는 사용법 모색 --
하지만 오류 정정이 불가능한 양자컴퓨터에는 큐비트의 에러가 허용되는 ‘숙련된 기술’이 필요하다. 일본 IBM의 오노데라 기술이사는 “같은 계산을 여러 번 하면 매번 다른 결과가 나오지만 계산 결과를 통계나 기계학습을 통해 처리함으로써 활용할 수 있을 가능성이 있다”라고 설명한다.

즉, 신속하게 양자컴퓨터의 장점을 얻기 위해서는 선도적으로 양자컴퓨터를 다룰 수 있는 시스템을 정돈할 필요가 있다. 하지만 “오늘 시작해 다음 주에 양자인간이 된다는 것은 있을 수 없다. 실제로 기기에 접하면서 능숙하게 다루는 방법을 몸에 익히는 것이 중요하다”(일본 IBM의 오노데라 기술이사). 양자 컴퓨터를 능숙하게 다룰 수 있는 인재 육성 경쟁이 지금 일본에서 시작되고 있다.

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