IBM이 공개한 양자컴퓨터 로드맵

양자컴퓨터는 양자역학적 현상을 이용해 일반 컴퓨터로는 불가능한 계산을 할 수 있는 컴퓨터다. 양자컴퓨터 분야를 선도하는 IBM이 양자컴퓨터 기술 로드맵을 공개하고 2023년에는 1,000큐비트(Qubits)를 초과한 성능을 내는 양자컴퓨터를 실현한다고 장기적 목표를 분명히 했다.

2000년대 중반부터 양자컴퓨터에 대한 연구를 진행해온 IBM은 2016년 5월 5큐비트 양자컴퓨터를 클라우드에 올려 외부에서 액세스할 수 있도록 했다. 이후에도 다양한 개선을 거듭해 지금은 IBM 클라우드에 24여 개 안정적 양자 시스템을 유지하고 있으며 2020년 9월에는 일부 회원에게 65양자비트 IBM 퀀텀 허밍버드(IBM Quantum Hummingbird)라는 프로세서도 출시했다.

양자컴퓨터를 더 대규모화하는 데 문제가 되는 게 오류비율 개선이며 오류 비율을 개선하지 않은 채 양자비트를 늘려도 성능이 향상되지 않는다. 이런 이유로 IBM이 노이즈 처리와 양자비트 신호를 읽기 위한 배선과 구성 요소 개선, 신호 처리 대기시간 감소 등을 통해 양자컴퓨터 성능 향상에 노력하고 있다고 밝혔다.

로드맵에 따르면 IBM은 2021년 127큐비트 IBM 퀀텀 이글(IBM Quantum Eagle)을 출시하고 2022년에는 433큐비트 IBM 퀀텀 오스프리(IBM Quantum Osprey), 2023년에는 1,121큐비트 IBM 퀀텀 콘도르(Quantum Condor) 등 점점 양자비트 수를 늘려 나갈 예정이다. 이 중 2023년에 선보일 IBM 퀀텀 콘도르는 양자컴퓨터에 있어 중요한 전환점이 될 수 있고 이에 따라 양자컴퓨터로 인한 잠재적 이득을 탐구할 수 있다고 기대하고 있다.

IBM이 공개한 로드맵 핵심 임무는 모두가 클라우드를 통해 액세스할 수 있는 풀스택 양자컴퓨터 디자인이라고 밝히고 있다. IBM은 미래에 IBM 퀀텀 콘도르를 넘는 규모로 양자컴퓨터를 개발할 예정이지만 양자컴퓨터 규모가 커지면 냉각에 쓰이는 희석 냉동기를 더 크게 할 필요가 있다고 한다.

이런 이유로 IBM은 높이 3m, 폭 1.8m인 골든아이(Goldeneye) 코드명으로 희석 냉장고를 개발 중이다. 골든아이는 최대 100만 큐비트 양자컴퓨 냉각을 염두에 두고 설계되어 있으며 미래에는 각각 100만 큐비트 양자컴퓨터를 담은 골든아이로 서로 연결하고 초병렬 컴퓨터를 만들 계획이다.

IBM리서치 다리오 길 이사는 양자컴퓨터의 미래 반도체 산업 예를 들어 설명하고 있다. 초기 반도체 산업은 거대한 프로젝트팀이 모여서 개발하고 있지만 반도체 산업 일부를 맡는 서드파티 벤더가 등장해 한 기업이 반도체에 필요한 모든 걸 설계, 개발, 제조하는 일은 없을 것이라고 밝혔다. 이처럼 앞으로 양자컴퓨터 업계에 일어날 가능성이 있다고 보고 있다. 업계에 복잡성이 증가하면 개발 모든 걸 한 플레이어가 맡는 게 어려워 생태계에 참여하는 플레이어가 자신의 전문 분야에 주력하고 기여하게 될 것이라며 IBM은 이런 미래 움직임을 내다보고 투자를 하고 있다고 설명했다.

또 IBM과 많은 경쟁사보다 고성능 하드웨어 개발에 노력하지만 양자컴퓨터에서 중요한 건 하드웨어 뿐이 아니다. 양자컴퓨터 소프트웨어 그러니까 양자 알고리즘과 양자회로 구축도 양자컴퓨터 성능 향상에 필요하고 소프트웨어 면에서도 대처를 해야 한다는 설명이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.