IBM은 이번 주에 2029년까지 실용적인 오류 수정 양자 컴퓨터를 온라인으로 구현할 계획이라는, 컴퓨팅 분야에서 가장 야심 찬 로드맵 중 하나를 제시했다. 이는 양자 역학의 독특한 원리에 따라 작동하는 기계를 구축하려는 경쟁에서 중요한 단계임을 알리는 것이다. 이러한 기술은 오늘날 개발 중인 가장 강력한 AI 슈퍼컴퓨터조차도 해결할 수 없는 문제들을 해결할 수 있을 것으로 기대된다. AI 붐이 수 조 달러 규모의 실리콘 기반 데이터 센터 구축을 촉진하고 있는 반면, 다음 컴퓨팅 패러다임에 대한 조용하지만 치열한 경쟁이 이미 진행 중이다.
2025년 6월 11일, 나스닥닷컴의 보도에 따르면, IBM의 발표는 양자 컴퓨팅을 개발하는 데 있어 중대한 진보를 의미한다고 전해진다.
새로운 유형의 컴퓨터가 왜 필요한가?
인공지능 혁명은 기록적인 양의 컴퓨팅 파워에 의해 가동되고 있다. 2030년까지 AI 수요를 충족시키기 위해서는 전 세계 데이터 센터 인프라에 거의 7조 달러의 투자가 필요할 것이다. 이는 전력망과 수자원을 긴장시킬 것이다. 이러한 수요는 주로 Nvidia와 같은 회사에서 제공하는 그래픽 처리 장치(GPUs)에 의해 충족되고 있는 상황이다. 이들 GPUs는 대규모 언어 모델을 훈련하고 운영하는 데 필요한 병렬 계산에 뛰어나다.
그러나 이러한 강력한 시스템조차도 특정한 종류의 문제들, 특히 약물 발견, 재료 과학, 고급 금융 모델링과 같은 분야에서 발견되는 복잡한 최적화 및 시뮬레이션 작업에서는 한계를 갖고 있다. 이는 가능한 변수의 수가 천문학적으로 커서 전통적인 컴퓨터로는 해결하는 데 수 천년이 걸릴 수 있는 문제들이다. 이러한 문제 해결에 있어서 양자 컴퓨팅이 등장하게 된다.
양자 컴퓨터는 어떻게 다른가?
양자 컴퓨터는 0 또는 1로만 구성된 비트를 사용하는 대신 ‘큐비트’를 사용한다. 양자 얽힘과 같은 양자 현상 덕분에 큐비트는 0과 1을 동시에 표현할 수 있다. 이로 인해 양자 컴퓨터는 광대한 수의 가능성을 한 번에 탐색할 수 있으며, 이는 오늘날의 기계로는 다룰 수 없는 복잡한 최적화 및 시뮬레이션 문제를 해결하는 데 적합하다. 실용적인 양자 컴퓨터는 이메일 작성에 쓸 랩톱을 대체하지는 않을 것이다. 이는 인류의 가장 복잡한 과학적 및 물류적 과제를 해결하는데 사용되는 특수 가속기가 될 것이다.
양자 컴퓨팅의 가장 큰 장애물은 무엇인가?
주요 장애물은 큐비트의 불안정성이다. 큐비트는 환경 간섭으로 인한 “노이즈”에 매우 민감하여 높은 오류율을 만든다. 현재까지 대부분의 양자 컴퓨터의 파워는 스스로의 실수를 수정하는데 사용되었다. 수천 개의 “물리적” 큐비트를 가졌더라도 실제 계산에 사용 가능한 유용한 “논리적” 큐비트는 극소수에 불과하다. 이는 양자 컴퓨팅을 주로 연구실에 제한된 상태로 만들어왔다.
