양자컴퓨터 상용화, 머지 않았다? | 실리콘밸리뷰 | 원호섭 특파원

https://youtu.be/78rcOGaZUn0

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* 양자 컴퓨터의 상용화는 어디까지 왔으며, 언제쯤 가능할까요?

양자 컴퓨터는 이미 작동하고 있으며, 학계는 가능성을 입증했고 산업계는 구체적인 로드맵을 제시하고 있습니다. IBM은 2029년 오류 내성 양자 컴퓨터 상용화를 목표로 합니다.

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* 양자 컴퓨터의 현실적인 활용 분야는 무엇인가요?

기존 공개 키 암호 무력화, 물리/화학 시뮬레이션, 신약 개발, 복잡한 최적화 문제 등 고전 컴퓨터가 어려움을 겪는 특정 영역에서 활용될 것입니다.

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양자 컴퓨터의 상용화 시점과 현실적 활용 분야에 대한 학계와 산업계의 가장 최신 로드맵을 제공합니다. 양자 컴퓨팅 이론의 석학 스콧 아란슨 교수와 IBM 디렉터의 인터뷰를 통해, 양자 컴퓨터가 '가능한가'의 질문은 끝났으며 이제 '언제' 현실에 투입될지를 논의하는 단계임을 명확히 보여줍니다. 특히, 오류 내성 양자 컴퓨터의 구체적인 상용화 시점(IBM의 2029년 목표)과 함께, 양자 컴퓨터가 AI를 대체하는 것이 아닌 화학, 소재 시뮬레이션 등 특정 문제에서 보완적으로 작동할 것이라는 실용적인 통찰을 얻을 수 있습니다.

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1. Q2B 실리콘 밸리 컨퍼런스 개요 및 양자 컴퓨터 상용화 전망

1. 컨퍼런스 배경 및 성격
2. Q2B 실리콘 밸리는 양자 산업, 투자, 정책을 한 번에 볼 수 있는 글로벌 양자 이벤트이다.
3. 이 컨퍼런스는 양자 기술 분야에서 가장 실용적인 성격이 강한 행사로 꼽힌다.
4. 올해 행사에는 구글, AWS, 컨티늄, 한국의 SDT 등 여러 기업과 연구 기관, 대학이 대거 참여했다.
5. 이곳에서는 양자 컴퓨팅, 양자 통신 등 폭넓은 응용 분야와 관련된 상용화 전략이 논의되었다.

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1. 상용화에 대한 전문가들의 단호한 전망
2. 기자는 은퇴 전까지 양자 컴퓨터 상용화 기사를 쓸 수 있을지에 대한 의문을 가지고 있었다.
3. 행사에서 만난 기업 및 학계 전문가들은 양자 컴퓨터의 상용화가 멀지 않았다고 조심스럽게, 그러나 단호하게 이야기했다.

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2. 학계 전문가: 스콧 아란슨 교수의 양자 컴퓨팅 가능성 입증 평가

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2.1. 양자 컴퓨터의 가능성 입증과 이론적 근거

 

1. 스콧 아란슨 교수의 입장 변화
2. 인터뷰 인물은 양자 컴퓨팅 이론 분야의 대표적인 석학인 유티오스틴(UT Austin)의 스콧 아란슨 교수이다.
3. 아란슨 교수는 그동안 양자 컴퓨터에 대한 지나친 낙관을 경계해 온 인물이었으나, 최근 들어 분명한 변화를 인정하고 있다.
4. 그는 "양자 컴퓨터가 가능한가라는 질문은 사실상 끝났으며, 이제 남은 질문은 언제이다"라고 말했다.

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1. 이론과 실험 결과의 일치
2. 아란슨 교수는 일부 물리학자들이 제기했던 '양자 컴퓨터는 근본적으로 불가능할 수 있다'는 회의론을 소개했다.
3. 그러나 최근 5년간의 실험 결과는 1990년대부터 제시된 이론이 예측한 경로와 정확히 일치하고 있다고 평가했다.
4. 만약 근본적인 물리적 장애물이 있었다면 이미 지금쯤은 드러났어야 한다는 설명이다.

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1. 최근 실험 결과의 중요성
2. 아란슨 교수는 특히 올해 자신의 생각이 많이 바뀌었다며 구글과 컨티늄이 보여준 실험 결과를 언급했다.
3. 해당 실험 결과는 다음과 같은 성과를 포함한다.
4. 99.9% 이상의 두 큐비트 게이트 정확도 달성
5. 오류 정정 임계점을 넘긴 하드웨어 성능 확보
6. 수백 개 이상의 연산을 안정적으로 수행하는 능력 입증
7. 이러한 성과는 양자 컴퓨터 개발이 이제 과학의 문제가 아니라 공학의 문제로 넘어가고 있다는 신호이다.

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2.2. 양자 컴퓨터의 현실적 활용 분야와 과대 포장 경계

1. 양자 컴퓨터의 명확한 활용 분야 (제한적)
2. 아란슨 교수는 양자 컴퓨터가 작동한다는 것과 모든 문제를 해결한다는 것은 전혀 다르다고 강조했다.
3. 현재까지 명확하게 검증된 양자 컴퓨터의 활용 분야는 크게 두 가지이다.
4. 암호 해독: 기존 공개 키 암호를 무력화할 수 있는 분야
5. 시뮬레이션: 물리학 및 화학 시뮬레이션
6. 그 외의 분야는 제한적이거나 아직 검증되지 않았다.

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1. 인공지능(AI)과의 관계에 대한 신중론
2. AI를 위해 양자 컴퓨터를 쓰는 것은 아직 입증된 이점이 없다고 보았다.
3. 반면, 양자 컴퓨터를 만들기 위해 AI를 쓰는 것은 현실이다.
4. 실제로 오류 정정, 회로 최적화, 장치 제어 등에서는 AI가 중요한 역할을 하고 있다.
5. 하지만 양자 컴퓨터가 AI 문제에서 고전 컴퓨터보다 명확히 빠르다는 증거는 아직 없다.

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1. 상용화의 최대 과제와 낙관적 전망
2. 아란슨 교수는 양자라는 단어 때문에 과대 포장되는 사례가 많다며, 언론과 투자자 모두 냉정한 검증이 필요하다고 지적했다.
3. 상용화의 최대 과제는 확장이다.
4. 현재 수십~수백 큐비트 수준의 기술을 수천~수백만 큐비트로 확장할 수 있는지 여부
5. 확장 과정에서 오류율을 유지할 수 있는지 여부
6. 이에 필요한 자본과 인내심이 충분한지 여부
7. 아란슨 교수는 과거보다 분명히 낙관적으로 바뀌었으며, 만약 상용화까지 20년 이상 걸린다면 그 이유를 설명해 달라고 묻고 싶을 정도로 지연될 명확한 이유가 보이지 않는다고 밝혔다.

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3. 산업계 로드맵: IBM의 오류 내성 양자 컴퓨터 상용화 목표

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3.1. IBM의 구체적인 상용화 시점 제시

 

1. IBM의 신중한 접근과 구체적 시점 제시
2. 학계가 가능성을 입증하는 쪽으로 기울고 있다면, 산업계는 훨씬 구체적인 시간표를 제시하고 있다.
3. 인터뷰 인물은 IBM 양자 파트너십 디렉터인 제이미 가르시아이다.
4. IBM은 경쟁사들이 혁신을 외칠 때도 비교적 조용히 로드맵을 쌓아 올린, 양자 컴퓨팅 분야에서 가장 신중한 기업으로 꼽힌다.
5. IBM이 최근 2029년 상용화라는 구체적인 시점을 제시하면서 업계의 시선이 집중되고 있다.

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1. IBM이 정의하는 2029년 상용화의 의미
2. 2029년은 오류를 스스로 보정할 수 있는 완전한 오류 내성 양자 컴퓨터를 처음으로 제공하는 시점이다.
3. 이때부터는 물리 큐비트가 아니라 실제로 계산에 쓸 수 있는 논리 큐비트를 다루게 될 것이다.

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1. IBM의 현재 운영 현황
2. IBM은 이미 2016년 세계 최초로 클라우드를 통해 양자 컴퓨터를 공개했다.
3. 현재까지 수십 대의 양자 컴퓨터를 실제로 운영해 왔으며, IBM 외부에 설치된 온프레미스 양자 컴퓨터만 해도 한국 연세대에 설치된 시스템을 포함해 아홉 대에 달한다.

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1. 상용화의 분기점이 된 핵심 칩
2. 가르시아 디렉터는 올해 공개한 두 가지 핵심 칩인 나이트호크(NightHawk)와 룬(Rune)을 상용화로 가는 분기점으로 꼽았다.
3. 나이트호크: 120 큐비트 규모로, 큐비트 연결성을 크게 높여 오류 정정에 필요한 구조를 갖춘 첫 단계이다.
4. 룬: 실제 오류 정정 코드를 구현하기 위한 핵심 구성 요소를 집약한 칩이다.

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3.2. 양자 우위의 기준과 현실적 활용 분야

1. IBM이 제시하는 양자 우위의 명확한 기준
2. IBM이 말하는 양자 우위의 기준은 명확하다.
3. 첫째: 고전 컴퓨터와 명확히 구분되는 계산이어야 한다.
4. 둘째: 그 결과가 검증 가능해야 한다.
5. 우연히 나온 결과가 아니라 반복 가능하고 오차 범위를 설명할 수 있어야 진짜 양자 우위라고 부를 수 있다.
6. 이러한 접근법은 스콧 아란슨 교수가 강조한 검증 가능한 양자 우위와 맞닿아 있다.
7. IBM은 2026년을 목표로 검증 가능한 양자 우위를 달성하겠다는 계획을 공식화했다.

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1. 양자 컴퓨터에 대한 오해와 AI와의 관계
2. 가르시아 디렉터는 한국에서 뜨거운 양자 기대감에 대해 솔직한 평가를 내놓았다.
3. 가장 큰 오해는 다음과 같다.
4. 양자 컴퓨팅이 너무 먼 미래라는 생각
5. 반대로 AI처럼 모든 문제를 단번에 해결할 것이라는 기대
6. 그는 양자 컴퓨터를 AI의 다음 버전으로 보는 시각에 선을 그었다.
7. 양자 컴퓨터는 거대한 AI가 아닌 전혀 다른 계산 도구이며, AI를 대체하는 것이 아니라 특정 문제에서 AI와 보완적으로 작동할 것이라는 전망이다.

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1. 양자 컴퓨터의 현실적 활용 분야
2. 그가 꼽은 현실적 활용 분야는 고전 컴퓨터가 구조적으로 어려움을 겪는 영역이다.
3. 화학 및 소재 시뮬레이션
4. 신약 개발
5. 복잡한 최적화 문제
6. 상용화는 어느 날 갑자기 찾아오는 이벤트가 아니라, 기업과 연구 기관들이 양자 컴퓨터로 의미 있는 문제를 탐구하는 점진적인 축적의 결과가 될 것이라고 강조했다.

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4. 결론: 양자 컴퓨터의 변곡점과 현실 투입 논의 단계

1. Q2B 컨퍼런스가 보여준 변곡점
2. 학계의 검증과 산업계의 로드맵이 동시에 구체화되고 있다는 점에서 이번 Q2B 실리콘 밸리는 분명한 변곡점을 보여주었다.
3. 양자 컴퓨터는 더 이상 막연한 미래 기술이 아니며, 언제 어떤 문제부터 현실에 투입될지를 논의하는 단계로 들어서고 있다.

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1. 학계와 산업계의 일치된 메시지
2. IBM과 아란슨 교수의 메시지는 하나로 모아진다.
3. 양자 컴퓨터는 이미 작동하고 있으며, 이제 남은 것은 속도와 규모, 그리고 얼마나 차분하게 현실을 받아들이느냐이다.