퀀텀 컴퓨팅(Quantum computing)은 양자 기술(Quantum technology)의 대표주자로 인공지능(AI)과 함께 최근 글로벌 시장에서 가장 각광받고 있는 분야다. 디지털 컴퓨팅이 주도하는 기존 컴퓨터의 패러다임을 완전히 바꿀 것으로 예상되는 퀀텀 컴퓨팅은 기존 컴퓨터가 풀기 어려운 미지의 영역까지도 해결의 실마리를 제공하는 막강 영향력을 행사할 것으로 기대한다. 이에 따라 우리 정부도 양자 기술의 선도국가가 되기 위해 노력하고 있다. 그렇다면 퀀텀 컴퓨팅 ‘격전지’에서는 어떤 일이 벌어지고 있는지 따라가 보기로 한다. <편집자 주>

 

 

 

[뉴스투데이=최봉 산업경제 전문기자] 최근 미국 국방고등연구계획국(DARPA)은 연방 연구자들이 퀀텀 컴퓨팅을 위한 최적의 방안을 모색하는 가운데, ‘퀀텀 벤치마킹 이니셔티브(Quantum Benchmarking Initiative, 이하 QBI)’의 첫 번째 참여기업을 선정했다.

 

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• DARPA, QBI 참여기업 15개사 선정.. 2033년까지 유틸리티 규모 운영 검증

 

2024년 7월에 시작된 QBI의 목표는 2033년까지 ‘유틸리티 규모(utility-scale)’ 운영을 달성할 수 있는 내결함성(fault-tolerant) 퀀텀 컴퓨터를 구축하기 위한 접근방식을 식별하고 검증하는 것이다. 유틸리티 규모란 계산 가치가 비용을 초과하는 것, 즉 “퀀텀 컴퓨터를 운영하는데 돈을 들일만한 효용성이 있음”을 의미한다.

 

DARPA 마이크로시스템 기술국의 프로그램 관리자인 조 알테피터(Joe Altepeter)는 퀀텀 컴퓨터가 정말 세상을 바꾸든, 아니면 영원히 실현되지 않든 어느 쪽이든 될 수 있을 것으로 보았다. 그러면서 그는 DARPA의 QBI를 통해 퀀텀 컴퓨팅을 시험해 보겠다고 결심했다고 한다.

 

알테피터에게 QBI는 두 가지 주요 질문으로 요약된다. 누군가 퀀텀 컴퓨터를 만든다면 어떤 산업을 변화시킬 수 있을까? 그리고 향후 10년 내에 이러한 변화를 일으킬 수 있는 사람(조직)이 있을까?

 

< QBI 참여기업 >

 

지난 4월 3일에 발표된 퀀텀 컴퓨팅에 중점을 둔 15개 기업은 유틸리티 규모의 퀀텀 컴퓨터 개발이라는 하나의 공통된 목표를 가지고 DARPA 연구자들과 협력해 기술을 확장할 예정이다. 추가로 3개 기업이 아직 계약 협상을 진행 중이다.

 

이번에 선정된 기업들은 미국 소재 기업이 다수를 차지하고 있으며, 여기에 영국, 호주, 캐나다 기업이 포함되었다.

 

각 나라를 대표하는 퀀텀 컴퓨팅 기업들이 참여하게 되었으며, 특히 아이온큐(IonQ), 리게티(Rigetti Computing)는 순수하게 퀀텀 컴퓨팅 분야에서 활약하면서 주식시장에서 거래되고 있는 기업이기 때문에 투자자들로부터 더욱 주목받고 있다.

 

 

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• QBI, 세 단계로 진행.. 유용한 퀀텀 컴퓨터 개발 타당한 경로 파악하는 것이 목표

 

QBI는 세 단계로 나뉘며, 각 단계마다 특정 기업의 기술이 발전하기 위해 충족해야 하는 마일스톤이 있다. QBI에 참여하는 기업들은 A, B, C 단계를 거치게 된다.

 

A 단계에서는 참여자가 단기 실현 경로를 갖춘 실용 규모의 퀀텀 컴퓨터를 설명해야 한다. A 단계는 6개월에 걸쳐 진행되는 스프린트로, 기업들은 자신들의 퀀텀 개념에 대한 포괄적인 기술적 세부 정보를 제공해 10년 이내에 혁신적이고 내결함성 있는 퀀텀 컴퓨터를 개발할 수 있음을 입증해야 한다.

 

A 단계를 성공적으로 완료한 기업들은 1년간 진행되는 B 단계로 진출하게 되며, DARPA는 이 기간 동안 기업의 연구개발(R&D) 접근방식을 엄격하게 검토한다. B 단계에서는 R&D 계획의 모든 측면을 철저히 검토해 단순히 다음 해의 이정표를 달성하는 데 그치지 않고, 이러한 일정에 맞춰 혁신적인 기술을 구축하려는 시도를 견뎌낼 수 있는지 확인할 것이다.

 

A 단계와 B 단계를 통과한 기업들은 프로그램의 마지막 단계인 C 단계에 진입하게 된다. 최종 C 단계에서는 QBI 독립 검증·평가(IV&V)팀이 기업의 컴퓨터 하드웨어를 테스트한다. IV&V팀은 구성 요소, 하위 시스템, 알고리즘 등 내결함성 퀀텀 컴퓨터를 실제로 구축하는 데 필요한 모든 것을 실시간으로 엄격하게 평가할 것이다.

 

 

A 단계에 선정된 각 기업은 이 프로그램에 인력과 자원을 투입할 수 있도록 100만달러를 지원받는다. B 단계에 도달한 기업은 기본 마일스톤을 달성하면 500만달러를 받게 되며, C 단계에 도달한 기업은 최대 3억달러를 지원받을 수 있지만 이는 전적으로 기업의 개발 및 프로토타입 계획에 따라 달라질 수 있다.

 

기업이 C 단계를 진행할지 여부를 결정하기 위해 미국의 여러 주요 연구소에서 300명의 연구원으로 구성된 자격을 갖춘 테스트 및 평가팀을 구성했다.

 

QBI는 기업 간의 경쟁이 아니다. 오히려, 상용 퀀텀 컴퓨팅 분야의 현황을 면밀히 검토해 모든 기업이 유용한 퀀텀 컴퓨터를 개발할 수 있는 타당한 경로에 있는지 파악하는 것을 목표로 한다.

 

 

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