"이르면 내년 양자컴퓨터 성능이 슈퍼컴퓨터 뛰어넘을 것"

미국 캘리포니아 구글 본사. 연합뉴스

유용한 양자컴퓨터가 나올 때까지 수십 년은 걸릴 것이라는 엔비디아 젠슨 황 최고경영자(CEO)의 전망보다 훨씬 빠르게 양자컴퓨터가 기존 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘을 것이라는 전망이 나왔다.

28일 IT(정보기술)업계에 따르면 한국IBM 및 아태지역 퀀텀 엔터프라이즈 영업 총괄 표창희 상무는 최근 기자들을 대상으로 스터디 세션을 열어 "빠르면 2~3년 안에 양자 우월성을 달성해, 기존 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘는 수준까지 양자컴퓨터가 성능을 낼 것이라고 본다"고 말했다.

표 상무는 현재 연구 개발 현황 등으로 미루어볼 때 이 같은 양자 우월성 단계가 이르면 내년에도 도래할 수 있다고 예측했다.

양자컴퓨터가 개발되기 전에는 0과 1로 정보를 표시하는 '비트'를 사용했다. 그러나 기술이 발전하고 데이터가 많아지면서 0과 1만으로는 데이터를 표시하는 데 한계가 생겼다.

이에 따라 양자 역학의 특성을 활용해 고성능 슈퍼컴퓨터로도 해결하지 못하는 복잡한 문제를 다루고 대규모 데이터를 처리할 수 있는 양자 컴퓨터가 탄생했다.

예컨대 카페인의 분자 구조를 분석하려면 슈퍼컴퓨터는 10의 48승의 비트 수가 필요하다. 이는 지구상에 존재하는 모든 원자 수의 약 10%에 해당하는 숫자다.

반면 양자컴퓨터는 같은 작업이 160개의 논리 큐비트만 있으면 쉽게 해결할 수 있다. 큐비트는 양자 상태에서 0과 1이 중첩되거나 얽히며 정보를 표현할 수 있는 단위를 말한다.

현재 전 세계적으로 IBM, 구글, 아이온큐, 자나두 등 기업이 양자컴퓨팅 연구에 집중하고 있다.

이들 기업은 활용 기술에 따라 구분되는데, IBM과 구글은 초전도체 방식을 채택했다.

초저온 상태에서 전류 저항 없는 양자를 이용해 계산하는 이 방법은 확장성과 빠른 연산이 강점이지만, 영하 273도의 온도를 유지해야 하는 부분은 단점으로 꼽힌다.

아이온큐는 이온을 전자기장으로 포획하는 이온 트랩 기반 기술을 활용한다.

정확한 계산이 가능한 반면, 양자를 잡고 연산하는 시간이 길어서 속도가 느린 편이다.

이 밖에 자나두는 광자를 큐비트로 사용하는 광자 기반 기술을, 디웨이브는 에너지 상태를 낮추는 '양자 어닐링' 기술을 기반으로 양자컴퓨터를 개발 중이다.

표 상무는 "어떤 방식이 더 좋다고 말하기는 어렵지만, IBM은 초전도가 가장 최근 방식인 데다 확장성과 속도에 대한 강점이 있어 활용 중"이라며 "향후 더 나은 기술이 나오면 다른 기술로 연구를 검토할 것"이라고 밝혔다.

그러면서 이미 양자컴퓨터가 바이오, 항공, 자동차 등 산업 전반에 널리 활용되고 있으며 향후 생성형 AI가 나왔을 때처럼 큰 변화를 일으킬 것으로 전망했다.

표 상무는 "IBM은 50년간 양자컴퓨터를 연구해왔고 작년에는 코드를 통해 오류를 수정할 수 있는 단계까지 왔다"면서 "올해 하반기 정도에는 양자 컴퓨터 중심 슈퍼컴퓨터를 발표할 예정"이라고 말했다.