양자컴퓨팅

기술의 발전 속도가 가속화되면서 아이러니하게도 반도체 기술의 발전 속도를 설명한 ‘무어의 법칙’이 물리적 한계에 직면하면서 글로벌 기술 산업이 새로운 컴퓨팅 패러다임을 찾고 있다. 지금까지 그 해답으로 부상하는 기술은 양자 역학의 원리를 활용한 양자 컴퓨팅이다.현재 양자컴퓨팅 시장의 규모는 약 14억 2000만 달러로 추산된다. 하지만 성장 속도가 가파르게 진행되면서 2030년까지 연평균 20.5%의 성장률로 시장 규모가 약 50억에서 120억 달러에 이를 것으로 전망된다. 양자 컴퓨팅이 ‘넥스트 빙씽’으로 떠오르면서 국가 기술 경쟁도 치열해지고 있다. 각국 정부의 공공 R&D 투자는 향후 3~5년간 100억 달러를 상회할 전망이며 이미 벤처캐피털 시장에서 누적 30억 달러 이상이 관련 스타트업에 투입되고 있다. 최근 엔비디아가 GTC2025를 통해 개최한 ‘퀀텀 데이’에서 업계 관계자들은 한 목소리로 “양자 컴퓨팅은 이제 연구실을 벗어나 상업화 단계로 진입하고 있다.”고 밝히며 양자 컴퓨팅이 예상보다 빠른 속도로 발전하면서 변곡점에 있음을 시사했다. 실제 엔비디아가 글로벌 기술 컨퍼런스인 GTC 2025에서 최초로 ‘퀀텀 데이’를 신설한 것은 양자 컴퓨팅이 AI와 고성능 컴퓨팅과 함께 차세대 기술로 자리매김했음을 보여주는 신호탄이라는 해석이다. 이 행사에서 엔비디아는 MIT, 하버드와 협력하여 보스턴에 세계 최고의 하이브리드 양자 연구소를 건립할 계획을 발표했다. 

“엔비디아는 양자 컴퓨터(quantum computer)를 직접 만들지 않지만, 양자 컴퓨터를 가능하게 합니다.”젠슨 황 엔비디아 CEO는 20일(현지시각) 산호세 시빅(San Jose Civic)에서 열린 GTC 2025 ‘퀀텀 데이’ 행사에서 “엔비디아는 양자 컴퓨터를 위한 가속 컴퓨팅 기술(stack)을 만드는 데 전념하고 있다”며 이같이 말했다. 엔비디아는 오류 수정, 양자 알고리듬 개발 등 양자컴퓨팅 핵심 분야에서 사용되는 가속 컴퓨팅 환경을 위한 CUDA(GPU를 활용할 수 있게 해주는 소프트웨어) 라이브러리 ‘CUDA-Q’를 개발해 오픈 소스로 제공하고 있다. 전날 미디어 간담회에서 “엔비디아는 칩 회사가 아니라 세계 최고의 알고리듬 회사”라고 주장한 것과 일맥상통하는 내용이다. 물리학, 생물학, 로봇공학 등 다양한 분야에서 가속 컴퓨팅이 사용되듯 양자 컴퓨팅 분야에서도 가속 컴퓨팅이 필수적이며 엔비디아는 이를 위한 소프트웨어 환경(CUDA 라이브러리)과 하드웨어(GPU 칩)를 제공하고 있다는 설명이다. 황 CEO는 “자율주행 자동차, 로봇도 마찬가지”라며 “엔비디아는 자율주행 자동차나 로봇을 직접 만들지는 않지만, 자율주행 기술과 로봇공학 분야에 필요한 복잡한 컴퓨팅과 그것에 필요한 알고리듬을 제공한다”고 했다. 그는 이어 “엔비디아는 양자 컴퓨팅 산업에 깊이 관여하고 있다”며 “양자 컴퓨팅 산업 종사자들과 협력하고, 지원하며 모든 방법으로 돕고 있다”고 강조했다.

“AI 다음 단계는 여기에서 시작한다.(What’s Next in AI Starts Here)”엔비디아의 연중 최대 컨퍼런스인 GTC(GPU 테크놀로지 컨퍼런스) 2025가 17일(현지시각) 개막했다. AI 이후의 미래를 GTC에서 확인할 수 있다는 메시지를 주제로 던지며 AI 플랫폼, 데이터센터, 생성형 AI, 로보틱스, 시뮬레이션 등 16개의 산업 분야를 주요 토픽으로 제시했다. GTC 2025는 오는 21일까지 산호세에서 진행된다. 이번 행사에서는 젠슨 황 엔비디아 CEO의 기조연설을 포함, 약 1000개의 세션이 진행되며 2000여 명의 연사가 참여한다. SK하이닉스, 삼성전자 DS(반도체) 부문, LG AI 연구원 등 한국 대기업을 비롯해 래블업, 뉴빌리티 등 K-스타트업까지 400여 개 기업이 부스를 마련, 전시에 나선다.

안녕하세요, 앞서가는 더밀크 구독자 여러분을 위한 AI 뉴스레터 [박원익의 AI인사이트]입니다. “메타가 자체 개발한 AI 훈련용 칩을 테스트하고 있다.”로이터는 11일(현지시각) 내부 소식통을 인용해 이같이 보도했습니다. 대만 파운드리(Foundry, 반도체 위탁 생산) 업체 TSMC와 손잡고 칩을 생산, 내부 테스트를 진행 중이라는 소식입니다. 메타는 2023년부터 고성능 AI 칩 ‘MTIA’를 개발하고 있다는 사실을 밝힌 바 있는데, 이 MTIA의 최신 버전을 테스트하고 있는 것으로 보입니다. 메타 뿐 아닙니다. 아마존, 마이크로소프트(이하 MS), 구글, 애플 등 빅테크가 일제히 자체 AI 칩을 개발 중입니다. 엔비디아 칩에 대한 의존도를 줄이려는 의도입니다. 메타는 지난해 엔비디아의 고성능 GPU H100을 가장 많이 구매한 기업 중 하나였습니다. 눈에 띄는 성과도 있습니다. 애플이 지난 5일 발표한 ‘M3 울트라’ 칩 탑재 맥 스튜디오를 활용하면 엔비디아 칩을 쓰지 않고도 딥시크 R1 같은 고사양 LLM(대규모 언어 모델)을 효율적으로 실행할 수 있습니다. MS는 가공할 잠재력을 가진 양자 칩을 공개했습니다. 엔비디아의 독주를 무너뜨리려는 견제가 동시다발적으로 전개되는 양상입니다.

‘마이크로소프트(Microsoft, 이하 MS)는 과학·기술계 난제로 여겨졌던 큐비트(Qubit) 확장을 어떻게 구현할까?’19일(현지시각) MS가 공개한 새로운 기술 기반의 양자 칩 ‘마요라나 1(Majorana 1)’에 대한 업계 관심이 뜨겁다. 핵심은 큐비트 확장이다. 확장, 제어가 매우 어려운 큐비트를 100만 개까지 확장할 수 있다고 발표했기 때문이다. 큐비트는 양자 컴퓨팅에서 데이터를 인코딩하는 데 사용되는 정보의 기본 단위다. 일반 컴퓨터에서 사용되는 ‘비트(bit)’에 대응하는 개념으로 보면 된다. 비트는 0과 1을 사용한 이진법으로 정보를 인코딩하며 전류가 흐르지 않으면 0으로, 전류가 흐르면 1로 표시한다. 0 혹은 1 어느 하나의 확정된 값을 가지는 비트와 달리 큐비트는 ‘양자 중첩(quantum superposition)’을 활용한다. 중첩은 입자가 관측되기 전까지 확률적으로 가능한 여러 상태가 겹쳐 존재할 수 있다는 양자역학의 개념이다. 비트와 달리 큐비트는 0과 1이 중첩돼 있는 상태를 가지는 것이다.

세계 최대규모의 기술 박람회 CES를 주최하는 전미기술자협회(CTA) 임원들이 1월 5일(현지시각), 초대 언론과 디지털 콘텐츠 제작자들을 대상으로 미디어 브리핑을 개최했다. 이날 게리 샤피로 CTA 부회장, 킨지 페브리지오 CTA 회장, 그리고 존 켈리 CES 부회장 겸 쇼 디렉터가 참석했다. 이번 브리핑에서는 CES2025의 주요 특징과 혁신 테마, 그리고 기술 산업의 미래에 대한 통찰력 있는 정보가 공유되고, 참석자들과 질의응답 시간을 가졌다. 먼저 CES2025의 몇 가지 주목할 만한 새로운 파트너십을 소개했다. 패션 디자이너 협의회와의 파트너십으로 기술과 패션의 융합에 대한 컨퍼런스 세션을 개최한다. 또 양자 세계 회의와의 협력을 통한 새로운 양자 트랙 도입, "퀀텀은 비즈니스를 의미한다" 컨퍼런스가 개최될 예정이다. CES2025 혁신상에는 뷰티 및 퍼스널 케어, 패션 기술, 산업 장비 및 기계, 반려동물 기술과 동물 복지 부문이 새롭게 추가 됐다. 특히 AI 부문 출품작이 50% 증가하여 기록을 경신했다.다음은 게리 샤피로 CTA 부회장, 킨지 페브리지오 CTA 회장, 그리고 존 켈리 CES 부회장 겸 쇼 디렉터와 기자들의 주요 질의 응답 내용이다.

디지털 컴퓨팅 기술의 진화는 궁극적으로 인류에 어떤 이득을 가져다줄까? 효율성을 극대화하는 것 뿐만은 아닐 것이다. 실제 세계에서 시간, 장소의 제약으로 하지 못했던 일들을 가상의 환경에서 할 수 있다면 인류가 극복하지 못했던 과제를 해결할 수 있을 것이다. 기후변화 등 자연재해의 극복, 암 알츠하이머 등 불치병 치료 등이다. 특히 향후 10년간 양자 컴퓨팅(퀀텀 컴퓨팅)과 컴퓨터 시뮬레이션 기술의 진화와 만남은 혁명적 변화를 가져올 수 있다. 버너 보겔스(Werner Vogels) 아마존닷컴 최고기술책임자(CTO)가 그 단초를 줬다. 보겔스 CTO는 1일(현지시각) 미국 라스베이거스에서 열린 ‘아마존웹서비스(AWS) 리인벤트(re:Invent) 2022’ 기조연설에서 “향후 10년간 퀀텀 시뮬레이션의 시대가 온다"며 "시뮬레이션을 통해 실험하고, 측정하며 배울 수 있다”며 이같이 말했다.  인류가 '시뮬레이션(모의 실험)'을 통해 문제를 해결한 것은 기원전으로 거슬러 올라간다. 로마 시대 장군들은 목검을 이용해 모의전투를 벌였고, 레오나르도 다빈치는 모형도를 그려 사고 실험을 했다. 1950년대에 활약한 수학자이자 컴퓨터 공학자 존 폰 노이만의 등장 이후에는 현대적 의미의 시뮬레이션이 급격히 발전했다. 보겔스 CTO는 “ 특히 물리적 제약 때문에 무언가를 실제 세계에서 즉시 구현할 수 없을 경우 시뮬레이션을 해보는 게 매우 중요하다”며 “AWS는 클라우드 기반으로 모든 분야에서 시뮬레이션이 가능하도록 돕고 있다”고 강조했다. 그는 이어 “시뮬레이션을 활용하면 위험한 시나리오에도 대응할 수 있다. 자율주행 자동차 학습이 대표적인 예”라며 “자율주행 기술 기업 ‘오로라(Aurora)’는 실제 트럭으로 시험 운행을 하기 전 200만 번 이상의 비보호 좌회전을 시뮬레이션으로 수행했다”고 설명했다. 아마존은 2019년 실리콘밸리 유명 벤처캐피털 세콰이어캐피털 등과 함께 미국 자율주행 트럭 스타트업 오로라에 5억3000만달러(약 6900억원)를 투자한 바 있다. 보겔스 CTO는 “시간을 조작(manipultaion), 즉 단축할 수 있다는 점도 시뮬레이션의 큰 이점”이라며 “AWS는 대규모 공간 시뮬레이션 구축 서비스인 ‘심스페이스 위버(SimSpace Weaver)’를 통해 숲 조성(재식림) 기업 ‘테라포메이션’의 숲 조성 시뮬레이션도 돕고 있다”고 했다.

양자컴퓨팅 스타트업 아이온큐(IonQ)가 스팩(SPAC, 기업인수목적회사) 합병으로 뉴욕증시에 상장한다. 순수 양자컴퓨팅 업체로서 미국 증시에 상장하는 첫 번째 업체가 될 전망이다.미국 증권거래위원회, 아이온큐에 따르면 아이온큐는 지난 8일(현지 시각) 디엠와이 테크놀로지(dMY Technology Group, Inc. III) 스팩과 합병 계약을 체결했다. 디엠와이 스팩 III은 지난해 11월 13일 뉴욕증권거래소(NYSE)에 상장, 티커심벌(약어) ‘DMYI’로 거래되고 있다.

순다르 피차이 알파벳(구글 모회사) CEO가 최근 알파벳이 집중하고 있는 양자컴퓨팅(quantum computing) 관련 로드맵을 밝혔다.지난 28일(현지 시각) 온라인으로 열린 세계경제포럼(WEF) ‘다보스 아젠다(The Davos Agenda 2021)’ 행사에 참석해 첨단 기술과 산업에 대한 전망을 내놓은 것이다.