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] DARPA는 수년 전부터 실용적인 퀀텀 컴퓨팅과 그 응용에 필요한 과학을 탐구해 왔으며, 확장성을 항상 최우선 순위로 삼고 있다. 퀀텀 벤치마킹 이니셔티브(QBI)도 DARPA의 이 같은 취지의 일환으로 진행되는 사업이다.

 

지난 편에서 QBI는 퀀텀 벤치마킹과 US2QC(유틸리티 규모 퀀텀 컴퓨팅 개발 시스템)라는 두 개의 DARPA 프로그램에서 파생된 것이라고 소개했었다.

 

DARPA는 최근 마이크로소프트와 호주기업 PsiQuantum이 US2QC 프로그램의 세 번째이자 마지막 단계에 진입한다고 발표했다. 이 프로그램은 시범 사업으로, 이후 QBI로 확대된 것이다.

 

US2QC의 마지막 단계는 QBI의 C 단계와 동일한 기술적 목표를 갖는다.

 

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• 호주 시드니 소재 두 기업 참여 - 디라크, 실리콘 퀀텀 컴퓨팅

 

PsiQuantum이 US2QC 프로그램에 참여한데 이어 호주 스타트업 디라크(Diraq)와 실리콘 퀀텀 컴퓨팅(Silicon Quantum Computing, SQC) 두 기업이 QBI에 참여하게 됨으로써 호주는 퀀텀 컴퓨터 강자의 면모를 보여주었다.

 

 

디라크는 컴퓨터 칩 제조에 사용되는 CMOS 제조 방식을 기반으로 하는 실리콘 스핀 큐비트 퀀텀 컴퓨팅 방식을 QBI에 도입한다.

 

디라크의 CEO는 장비 설치 공간, 확장성, 지속 가능성, 운영비용에 대한 현실적인 고려 사항 측면에서 상업적으로 실행 가능한 퀀텀 시스템 개념을 신속하게 제공할 수 있다고 확신하며, 이를 위해 다른 조직과 협력하고 있다.

 

여기에는 Emergence Quantum(시스템 아키텍처 설계, 기존 저온 CMOS 전자 장치, 큐비트 판독 및 제어 등 제공), Riverlane(양자 오류 정정(QEC) 기술 개발), Global Foundries와 IMEC(반도체 제조) 등이 포함되어 있다.

 

2017년 5월에 설립된 실리콘 퀀텀 컴퓨팅(SQC)은 세계 최초의 원자 정밀 제조 기업으로, 최고 품질의 큐비트와 확장에 따른 상업적 성과를 제공하는 데 주력하고 있다.

 

빠른 시작을 위해 인공적으로 제조된 큐비트를 사용하는 다른 양자 기술 플랫폼과 달리, SQC의 원자 큐비트는 본질적으로 양자이기 때문에 업계 최고의 알고리즘 성능 지표를 제공한다.

 

실리콘 칩에 큐비트가 내장된 SQC의 고품질 프로세서는 대량 생산이 용이하다.

 

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• 아이온큐와 리게티, 상업적 분야에서 앞서나가고 있어..

 

아이온큐(IonQ)와 리게티(Rigetti Computing)는 순수하게 퀀텀 컴퓨팅 분야에서 활약하면서 주식시장에서 거래되고 있는 기업으로 QBI에 참여함으로써 투자자들이 더욱 주의 깊게 살펴볼 것이다.

 

 

아이온큐는 트랩 이온(trapped-ion) 퀀텀 컴퓨팅 및 네트워킹 업계의 선두주자로, 세계에서 가장 크고 복잡한 상업 및 연구 활용 사례를 해결하는 고성능 시스템을 제공한다.

 

아이온큐의 QBI 참여는 물류, 금융, 제약 및 AI 애플리케이션 전반에 걸쳐 퀀텀 컴퓨터를 상업적으로 구축한 사례가 뒷받침된 것이며, 여기에 최근 성과로 미 공군 연구소의 퀀텀 네트워킹 시스템 시운전 및 QuantumBasel과 협력해 ‘Forte Enterprise’를 유럽 최초의 혁신 센터에 공급한 것 등이 포함된다.

 

DARPA의 선정은 아이온큐의 기술 접근 ​​방식에 대한 신뢰를 보여주는 동시에 상업적 성과를 입증한 것이다.

 

리게티는 풀스택 퀀텀 컴퓨팅 분야의 선구자다. 리게티의 퀀텀 컴퓨터는 초전도 큐비트를 기반으로 하며, 빠른 게이트 속도와 기존 반도체 제조 기술을 활용할 수 있는 능력으로 인해 선도적인 기술로 자리매김하고 있다.

 

리게티가 제안한 유틸리티 규모 퀀텀 컴퓨터(USQC) 설계 및 구축 개념은 자사의 독점적인 다중 칩 아키텍처와 확장 가능한 QEC 코드를 결합한다.

 

리게티의 오랜 파트너이자 QEC 기술 분야 선두주자인 Riverlane은 이 프로젝트에 협력해 제안된 USQC 개념을 개선하고 기반 기술을 검증하는 데 전문성을 제공할 것이다.

 

 

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• QBI 사업 참여는 기회이자 위협, ‘양날의 검’ 될 수도 있어..

 

기업에 있어 QBI 사업 참여는 기회이자 위협이기도 하다. 불확실성이 존재하기 때문이다. 마치 바이오 주식이 미국 FDA의 임상 결과 발표 후 급등하거나 급락하는 것처럼.

 

이 사업에 참여한 기업들은 앞서 설명한 일정에 따라 QBI 발표가 진행되면서 유사한 불확실성과 변동성을 경험할 수 있다. 후속 단계로 진행할 지 여부에 대한 발표에 따라 희비가 엇갈릴 것이다.

 

그들은 기술이 충분하지 않다는 말을 듣거나, 아니면 막대한 정부 계약을 따내는 길을 걸을 것이다.

 

특히 순전히 퀀텀 컴퓨팅 분야에서 활약하면서 주식시장에서 거래되고 있는 아이온큐와 리게티의 경우, 이러한 목표를 달성하는 것은 이들 기업과 그들의 주가에 엄청난 영향을 미칠 것이다. 반면, 실패하면 투자자의 신뢰가 손상되고 주가도 큰 타격을 입을 가능성이 크다.

 

이들 기업에 QBI 사업은 ‘양날의 검’이다.

 

 

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