[디지털데일리 이안나기자] 오류 없이 완벽하게 작동하는 대규모 양자컴퓨터 시대가 성큼 다가왔다. IBM이 2029년까지 세계 최초 대규모 오류 내성 양자컴퓨터 개발 로드맵을 공개하며, 그동안 실험실에 머물렀던 양자기술이 실용화 단계로 진입했음을 선언했다.

IBM은 10일 2029년 선보일 예정인 ‘IBM 퀀텀 스탈링’이 현재 양자컴퓨터보다 2만배 더 많은 작업을 수행할 것이라고 발표했다. 스탈링 계산 상태를 표현하려면 세계 최강 슈퍼컴퓨터도 퀸데실리온(10의 48제곱) 이상의 메모리가 필요할 만큼 압도적인 성능을 목표로 한다.

뉴욕 포킵시에 새로 건설될 IBM 퀀텀 데이터센터에 구축될 이 시스템은 기존 양자컴퓨터로는 접근 불가능한 복잡한 양자 상태 탐구를 가능하게 할 전망이다.

양자컴퓨터 실용화 최대 걸림돌은 바로 오류 문제였다. 현재 운영 중인 양자컴퓨터들은 계산 과정에서 발생하는 오류 때문에 대규모 작업 처리가 어려웠다. 이를 해결하기 위해 여러 물리적 큐비트를 그룹으로 묶어 서로 오류를 감시하고 수정하는 ‘논리 큐비트’ 개념이 등장했지만, 하나의 논리 큐비트를 만드는 데 막대한 수의 물리적 큐비트가 필요해 현실적 구현이 어려웠다.

IBM은 이날 이 난제를 해결할 획기적인 기술을 담은 두 편의 논문을 발표했다. 핵심은 ‘qLDPC 코드(양자 저밀도 패리티 검사 코드)’라는 혁신적 오류 수정 방식이다. 이 기술은 논리 큐비트 생성에 필요한 물리적 큐비트 수를 기존 대비 약 90% 줄여, 그동안 비현실적이던 자원 소모 문제를 일거에 해결할 돌파구를 제시했다. 네이처지 표지에도 소개된 이 기술로 대규모 양자 프로그램의 안정적 실행이 현실화될 수 있게 됐다.

IBM은 2025년부터 매년 새로운 기술을 선보이는 단계별 로드맵도 수립했다. 2025년 '‘IBM 퀀텀 룬’을 시작으로 2026년 ‘IBM 퀀텀 쿠카부라’, 2027년 ‘IBM 퀀텀 코카투’를 거쳐 2029년 200개 논리 큐비트로 1억회 양자 연산을 수행하는 ‘스탈링’에 도달한다는 계획이다. 이후에는 2000개 논리 큐비트로 10억회 연산이 가능한 ‘IBM 퀀텀 블루제이’로의 확장도 예정돼 있다.

스탈링은 신약 개발, 재료 발견, 화학 및 최적화 분야에서 기존 컴퓨터로는 불가능했던 복잡한 문제들을 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 수백에서 수천개 논리 큐비트를 활용해 수억에서 수십억개 양자 연산을 처리하며 해당 분야 시간과 비용 효율성을 혁신적으로 향상시킬 전망이다.

아빈드 크리슈나 IBM 회장 겸 CEO는 “IBM은 양자컴퓨팅의 새로운 지평을 열어가고 있다”며 “IBM이 보유한 수학, 물리학, 공학 분야 전문성이 대규모 오류 내성 양자컴퓨터 실현의 기반을 마련했으며, 이 컴퓨터는 현실 세계 문제를 해결하고 비즈니스에서 큰 가능성을 열어줄 것”이라고 강조했다.