AWS. (사진=로이터)
AWS는 큐에라 컴퓨팅과 손잡고 내결함성 양자 컴퓨터 ‘리브라’를 오는 2028년까지 자사 양자 컴퓨팅 서비스인 아마존 브라켓을 통해 클라우드로 제공할 계획이라고 발표했다.
아마존 브라켓은 전 세계 연구자와 개발자들이 각자 선호하는 다양한 양자 소프트웨어 개발 도구를 그대로 사용할 수 있도록 폭넓은 호환성을 제공하는 것이 특징이다. IBM이 주도하는 키스킷이나 엔비디아의 쿠다-큐를 비롯해 페니레인, 블로케이드 등 주요 양자 컴퓨팅 프레임워크를 모두 지원한다. 이에 따라 개발자들은 별도의 새로운 코딩 언어를 배울 필요 없이 기존에 쓰던 익숙한 개발 환경에서 향후 도입될 리브라의 강력한 내결함성 양자 연산 기능을 곧바로 활용할 수 있을 전망이다.
양자 컴퓨터는 핵심 단위인 큐비트가 외부 환경의 미세한 변화에도 오류를 일으키기 쉽다는 근본적인 한계가 있다. 현재의 잡음 중규모 양자 컴퓨터는 이러한 오류 탓에 상업적·과학적 난제를 처리하는 데 제약이 따른다. 반면 내결함성 양자 컴퓨팅은 오류 정정 기술을 바탕으로 이 한계를 극복해, 현존하는 컴퓨터로는 풀 수 없는 문제를 실제로 해결하는 핵심 전환점으로 꼽힌다.
이번 협력의 중심인 리브라는 메가큐오프 규모의 양자 장치다. 수백 개의 논리 큐비트를 기반으로 100만 회 이상의 양자 연산을 수행할 수 있다. 이는 과학적으로 실질적인 응용 분야를 개척하는 데 필요한 임계 수준이라는 평가다. 리브라가 2028년 아마존 브라켓에 도입되면 전 세계 연구자와 기업들은 별도의 하드웨어 구축 없이 클라우드를 통해 내결함성 양자 컴퓨팅에 접근할 수 있게 된다.
리브라 도입으로 가능해질 구체적 분야로는 복잡한 분자 구조를 다루는 양자 화학, 입자 간 상호작용 모델링이 필요한 고에너지 물리학, 신소재 특성 예측과 최적화가 핵심인 소재 시뮬레이션 등이 꼽힌다. 모두 기존 컴퓨터로는 해결이 불가능했던 영역으로, 향후 과학·산업계의 큰 돌파구가 될 것으로 관측된다.
큐에라 컴퓨팅이 활용하는 리드베리 원자 기반의 중성 원자 방식은 내결함성 구현에 유리한 고유 특성을 지닌다. 원자 자체의 물리적 특성 덕에 자연적인 확장성을 갖췄으며, 광학 트위저를 이용해 결맞음을 유지한 상태에서 큐비트를 동적으로 재배치하고 재구성할 수 있다. 아울러 큐비트 간 전방향 연결성을 제공해 내결함성 양자 알고리즘을 한층 효율적으로 구현할 수 있는 장점도 있다.
AWS는 리드베리 원자 방식 외에도 자사 양자 컴퓨팅 센터에서 초전도 방식의 고양이 큐비트 기반 칩 ‘오셀롯’을 독자 개발 중이다. AWS 측은 두 방식이 서로 다른 강점을 지닌 상호 보완적 접근법이라 보고, 다중 방식 전략을 통해 내결함성 양자 컴퓨팅 실현을 위한 여러 경로를 동시에 추구하겠다는 구상이다.
미하일 루킨 큐에라 컴퓨팅 최고과학책임자(교수)는 “지금은 매우 특별한 순간이다. 처음으로 유용하고 내결함성을 갖춘 양자 컴퓨터를 실현하겠다는 꿈이 우리의 눈앞에 와 있다”며 “전례 없는 규모의 양자 연산이 가능하도록 설계된 이 시스템은 진정으로 차별화된 응용 분야를 실현할 것이며, AWS와의 협력을 크게 확대해 이 고유한 역량을 더 넓은 과학 사용자 커뮤니티에 제공하게 된 것을 자랑스럽게 생각한다”고 밝혔다.
