양자컴퓨팅 회사인 아이온큐가 양자오류 정정(QEC) 기술에서 진전을 보이고 엔비디아와의 협력 관계를 발표하면서 주목받고 있다.
아이온큐는 자사의 최신 양자 컴퓨터인 슈페리온 256이 엔비디아의 양자 컴퓨팅 플랫폼에 탑재되는 첫 번째 시스템이 될 것이라고 발표했다. 슈페리온 256은 엔비디아의 GPU 클러스터와 함께 특수 보조 프로세서로 작동한다고 밝혔다. 이는 양자 하드웨어를 기존 슈퍼컴퓨팅 인프라와 직접 결합한 하이브리드 컴퓨팅 사례로 꼽힌다.
이 회사의 최고경영자(CEO)인 니콜로 데마시는 “GPU(그래픽처리장치)와 QPU(양자 처리 장치)를 통합할 수 있는 획기적인 순간으로 기억할 것”이라며 컴퓨팅 역사에서 매우 흥미로운 순간”이라고 언급했다.
아이온큐는 최근 투자자의 날 행사에서 자체 파운드리에서 제작한 칩을 기반으로 제작한 슈페리온 제품군을 공개했다.
내년부터 본격 출하될 예정인 슈페리온 256은 시간이 지남에 따라 양자 비트 수를 늘려 점진적으로 용량을 확장할 수 있도록 설계된 업그레이드형 시스템이다. 회사측은 이 양자컴퓨터가 양자 시스템을 방해하는 기계적 진동과 전자기 노이즈에 대한 내성이 뛰어나 데이터 센터에서 엔비디아 하드웨어와 함께 작동하기에 적합하다고 밝혔다.
엔비디아와 아이온큐는 이에 앞서 오크리지 국립연구소 및 테네시 대학교와 협력해 양자 알고리즘과 생성형 AI의 결합에 대한 연구를 진행해왔다.
이 날 발표된 또 다른 중요한 이정표는 양자오류정정(QEC) 기술분야의 진전이다. 양자컴퓨터는 큐비트가 워낙 불안정해서 계산 도중에 오류가 발생할 수 있다. 실용적인 양자컴퓨터에서는 이 오류를 찾아내고 수정하는 QEC가 필수인데, 기존에는 오류를 판독하는 고전 컴퓨터 쪽 계산량이 너무 커져서 양자 계산을 따라가지 못하는 것이 큰 병목 중 하나였다.
아이온큐가 이번에 주장한 성과는 매우 구체적이다. 일반적인 상용 중앙처리장치(CPU) 단 하나로 실시간 양자오류 정정 디코더를 구동했고, 최대 408 논리 큐비트를 시뮬레이션한 회로와, 3,150만 회 이상의 양자 연산을 처리하는 과정에서 이를 검증했다. 아이온큐의 설명에 따르면, 이 방식은 양자 연산을 중단시키지 않고 계속 뒤에서 오류를 처리할 수 있다.
업계가 내결함성 컴퓨팅으로 나아가기 위해서는 고전 하드웨어와 양자 하드웨어의 통합이 필수적이다. 보호 대상 데이터는 양자 데이터이지만, 오류를 감지하고 수정하는 실제 과정은 고전적인 처리 방식에 의존하고 있다.
시장은 이미 이러한 변화에 주목하고 있다. 아이온큐는 22일 미국증시 마감후 오류 수정에 관한 기술 개발을 상세히 설명하는 기술 논문을 발표했으며 이 후 주가가 8% 이상 급등했다. 이같은 알고리즘은 일반적으로 기존 프로세서에 과부하를 주지만, 연구진은 새로운 아키텍처를 통해 표준 CPU에서 백그라운드로 오류를 처리하여 시스템 지연을 사실상 없앨 수 있음을 입증했다.
하지만 함정도 있다. 테스트가 된 시뮬레이션 노이즈 모델은 실제 양자 하드웨어의 복잡성을 제대로 반영하지 못했다. 이 같은 한계점을 감안하더라도, 이번 소식은 개발자들에게 최우선 과제로 꼽히는 양자오류수정(QEC)가 상용화 경쟁에서 가장 중요한 격전지중 하나라는 것을 보여준다고 배런스는 지적했다.
마이크로소프트도 22일 메릴랜드 대학교 인근에 자체 양자연구센터를 공개했다.마이크로소프트는 이 시설에 전용 인력 교육 공간이 마련되어 있으며, 연방 정부 파트너들과의 협력을 통해 자사 시스템을 더 가까이에서 평가받을 수 있도록 지원한다고 밝혔다.
아이온큐는 24일 미국 증시에서 개장초 1.4% 하락한 채 거래되고 있다. 전 날에는 개장초 한 때 12% 급등했다가 이후 전체 시장이 하락하면서 상승폭은 4.4%로 축소됐다.
김정아 객원기자 kja@hankyung.com