국내 최대 양자 컴퓨팅 축제인 ‘퀀텀 코리아 2024’가 개막됐다.

한국IBM은 25~27일 킨텍스에서 열리는 퀀텀코리아 2024 전시장에서 올해 하반기 국내에 도입될 양자 컴퓨터 시스템 원의 실물 모형을 전시했다. IBM 퀀텀의 표창희 사업본부장 상무가 실물 모형을 설명하고 있다. 정옥재 기자

확대경을 통해 초전도체 기반의 양자 컴퓨터 중앙처리장치에 적용되는 양자의 물리적 모습. 양자를 활성화하기 위해 초전도체 외에 이온트랩, 중성원자, 반도체 양자점, 광자 방식 등 다양한 기법이 시도되고 있다. 정옥재 기자

초전도체 기반의 양자컴퓨터에 사용되는 실물 웨이퍼. 웨이퍼를 잘라 컴퓨터 반도체 부품으로 가공한다. 정옥재 기자

양자 컴퓨팅이란 기존 2진법 기반의 컴퓨팅에서 한 걸음 더 나아가 양자 속성을 이용해 컴퓨터 속도와 성능을 상상할 수 없을 정도로 대폭 높인 기술의 총체를 말한다. 기존 컴퓨팅에서는 비트(bit)를 단위로 하지만 양자컴퓨팅에서는 큐빗(Qubit)이 기본 단위다. 큐빗이란 양자(Quantum)의 영문 앞 글자 두 개(Qu-)에다 bit를 붙인 양자 컴퓨팅 최소 단위다.

부산시도 과학기술정보통신부의 양자컴퓨터 산업 활용 연구 과제 공모에 2년 연속 선정되면서 양자 컴퓨터를 지역 내 주요 산업인 물류 활용도를 높이려 하고 오는 2028년께 IBM의 양자 컴퓨터를 도입할 계획이다.

과학기술정보통신부는 25일부터 27일까지 경기도 고양시 킨텍스 제2전시장에서 국내 최대 양자기술 국제행사 ‘퀀텀 코리아 2024’를 개최한다고 26일 밝혔다. 지난 25일 개막식에는 국회 고동진 인공지능(AI)·반도체 특별위원장, 대통령실 박상욱 과학기술수석 등 산·학·연 연구자 500여 명이 참여했다. 해외에서는 영국과 덴마크가 기업, 정부 관계자와 함께 참여했다.

이번 행사의 전시회에는 세계 11개국 63개 기업·기관이 참여했다. 한국 IBM은 이번 전시장 전면에 양자 컴퓨터 실물 모형을 전시했다. 이 모형은 올해 하반기 세계에서 다섯 번째로 국내에 도입될 IBM 퀀텀 시스템 원 (IBM Quantum System One)과 동일하게 정밀 제작됐다.

양자 컴퓨터란 물리량이 취할 수 있는 최소량을 의미하는 양자를 물리적으로 탑재하고 극초저온 상태에서 양자 활동성을 증가시키는 방식으로 구동된다. 양자는 불규칙성, 확률성, 중첩과 얽힘이라는 특성을 갖고 기존 컴퓨터의 2진법을 넘어서는 계산 방식을 취해 기존 컴퓨터보다 연산 속도가 급속하게 빨라진다. 양자컴퓨터의 물리적인 크기는 초창기 컴퓨터처럼 연구실 크기만큼 커야 한다. 양자 특성을 살리기 위해서는 극저온 상태가 필요하고 이를 위해서는 거대한 규모의 냉각기가 있어야 하기 때문이다.

이번 전시회에는 한국 IBM 외에 SK텔레콤, KT, LG유플러스 등 통신 3사, SDT, 큐노비, 이와이엘, 팜캐드, 퀀텀센싱 등도 참여했다. 양자 컴퓨터가 제대로 작동하는지 모니터링하는 Zurich Instrument도 전시 부스를 마련했다.

국내 양자과학, 양자보안을 포함한 양자 기술, 양자 컴퓨팅은 정부의 연구개발 단계에서 진보해 산업계와 학계에서 상용화를 목표로 개발 중이다. IBM은 연세대학교 송도 캠퍼스(연세 양자 컴퓨팅센터, YQCC)에 올해 하반기 상용화를 위한 양자컴퓨터(IBM Quantum System One)를 도입·운영할 예정이다. 이 컴퓨터는 미국 독일 일본 캐나다에 이어 세계 다섯 번째 System One 도입이다. 2028년에는 이보다 더 진보된 IBM Quantum System Two가 부산 해운대에 들어설 전망이다.

한편 양자 분야의 석학인 미하일 루킨 미국 하버드대 교수는 25일 ‘퀀텀코리아 2024’에 특별강연자로 참석해 “현재 약 100개 정도 큐빗을 여러 개 플랫폼에서 제어할 수 있는 상황까지 왔다”며 “이제 해야 할 건 임무나 과제를 수행하고 다양한 알고리즘을 적용하는 것”이라고 말했다. 이를 위해서는 과정에서 큐비트가 늘어날수록 기하급수적으로 커지는 ‘양자 오류’ 문제를 해결하는 게 급선무라고 그는 설명했다.