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2019년 1월 19일 토요일

IBM 양자 컴퓨터 - 범용 양자 컴퓨터 상용화를 위한 첫 걸음




(출처: IBM)


 IBM이 첫 번째 범용 양자 컴퓨터인 IBM Q 시스템 원을 (Q System One)을 CES 2019에서 선보였습니다. Q 시스템 원은 20 큐빗 (qubit) 양자 컴퓨터로 아직 기존의 컴퓨터를 대체할 수 있는 범용 컴퓨터는 아니지만, 앞으로 점점 상용화에 가까워지는 양자 컴퓨터 시스템의 초기 형태로 주목받고 있습니다. 


 양자 컴퓨터는 0과 1로 표시되는 비트가 아니라 여러 가지 상태가 중첩되는 양자 정보 단위인 큐빗을사용하기 때문에 한 번에 훨씬 많은 정보를 처리할 수 있으며 큐빗 수가 늘어날수록 기하급수적으로 처리할 수 있는 정보량이 증가합니다. 따라서 50 큐빗 정도의 양자 컴퓨터가 나오면 양자 컴퓨터가 기존의 슈퍼 컴퓨터를 대체할 수 있을 것이란 전망이 나오고 있습니다. 


 비록 D Wave 이 최초의 상업용 양자 컴퓨터를 내놓기는 했지만, 이들이 내놓은 양자 컴퓨터는 범용 연산용이 아니라 양자 어닐링 연산 용으로 특수 목적으로만 사용할 수 있습니다. IBM Q 시스템 원은 더 범용 연산이 가능한 양자 컴퓨터로 우리가 생각했던 바로 그런 형태의 양자 컴퓨터라고 할 수 있습니다. 물론 당장은 슈퍼 컴퓨터를 대체하는 용도보다 연구 목적의 양자 컴퓨터로 활용될 것입니다. 구체적으로 어느 정도 속도를 지녔는지 역시 앞으로 연구를 통해 밝혀질 것으로 보입니다. 아래 영상에서 이 양자 컴퓨터의 작동 방식에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.  




(A Qubit in the Making)


 물론 쉽게 이해가 되지 않은 영상이지만, 이 독특한 컴퓨터는 초전도 상태에서만 작동이 가능하며 이런 이유로 냉각 장치 안에 담겨져 있습니다. 하지만 더 흥미로운 사실은 IBM이 양자 프로그래밍을 위해 많은 노력을 하고 있다는 사실입니다. 양자 컴퓨터는 기존의 컴퓨터와 다른 방식으로 움직이기 때문에 당연히 소프트웨어도 그에 맞게 다르게 작성해야 합니다. 


 IBM은 이 부분에서 앞서 가기 위해 16 큐빗 프로토타입 양자 컴퓨터를 클라우드 기반으로 사용할 수 있는 IBM Q Experience 서비스를 제공하고 있습니다. 온라인으로 누구나 양자 컴퓨터 코딩을 할 수 있는 것이죠. 많은 개발자에게 익숙한 파이선을 기반으로 QISkit을 배포하고 있으며 GUI 방식으로 쉽게 프로그램을 짤 수 있도록 돕고 있습니다. 아래 사이트에서 어떻게 참여하는지 한글로 설명하고 있습니다. 






(동영상) 


 아직은 갈길이 먼 상업용 양자 컴퓨터보다 이런식으로 개발 환경부터 착실히 다져나가는 점이 IBM의 장점인 것 같습니다. 이미 8만명의 참가자가 이 학습 프로그램에 참여했으며 이중에는 간단한 게임을 만든 사람도 있었다고 하네요. 물론 학술적 목적의 연구 역시 활발하게 진행되고 있습니다. 지금은 무료로 풀어서 사용자를 확보한 후 기술이 성숙되고 개발자가 많아지면 유료로 양자 컴퓨터와 솔루션을 판매하겠다는 것이 IBM의 사업 전략으로 생각됩니다. 


 여담이지만, IBM에서 일하는 외계인은 이렇게 생겼구나 하는 느낌이 나는 영상이네요. 비록 우리와 완전히 닮지는 않았지만, 그렇다고 크게 다르지도 않은 모습입니다. 


 참고 



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