[이코노믹리뷰=홍석윤 기자] 전문가들에 따르면, 앞으로 양자 컴퓨팅이 의약품 개발, 금융 옵션 가격 책정, 기후 변화 관리 방식에 혁신을 가져올 것이다. 양자 컴퓨터는 오늘날 가장 빠른 컴퓨터가 계산할 수 있는 것보다 몇 분의 일도 안되는 시간 내에 복잡한 계산을 완료할 수 있다는 칭송을 받는다.

그러나 최근까지 양자 컴퓨팅에 대한 접근은, 주로 전문 연구소의 연구원들에게만 국한되어 왔다. 이제 IBM, 마이크로소프트(MS), 아마존 같은 클라우드 서비스 강자들이 양자 컴퓨팅을 클라우드 서비스로 구현함으로써 이 기술에 대한 보다 폭넓은 접근을 제공하고 있다.

이 기술은 개발의 초기 단계에 있지만, 클라우드를 통한 양자 컴퓨팅에 대한 접근은 기업들에게 양자 컴퓨팅의 사업 적용 가능성을 탐색할 기회를 제공하고, 앞으로 몇 년 동안 양자 컴퓨터를 클라우드에서 그리고 전통적인 컴퓨터와 더불어 어떻게 사용할 수 있을 것인지를 보여줄 것이다.

IBM 리서치(IBM Research)의 제프리 웰서 부사장은 CNN과의 인터뷰에서 "우리 모두 양자에 대해 매우 흥분하고 있다"며 "우리가 양자 컴퓨팅을 클라우드에 접목하면 (클라우드 서비스를 제공받는) 고객들이 직접 양자 컴퓨터를 만들지 않아도 양자 컴퓨팅에 접근할 수 있기 때문"이라고 말했다.

마이크로소프트는 지난해 11월에, 특정 고객들에 한해 자사의 애저(Azure) 클라우드에 있는 양자 컴퓨터에 대한 접근을 제공하기 시작할 것이라고 발표했다. 그 한 달 후에는 아마존 웹서비스 (A WS)도 비슷한 서비스를 발표했다. IBM은 이미 2016년부터 자사 클라우드에 있는 양자 컴퓨팅 접근을 제공하고 있으며, 현재 델타항공, 골드만삭스, 다임러 등 100개 기업이 이 서비스를 이용해 양자 컴퓨팅을 실험하고 있다고 발표했다.

대체로, 양자 클라우드 서비스는 다음과 같은 형식이 될 것이다. 클라우드 제공자들은 일반 컴퓨터로 서비스를 하는 것과 똑같이 양자 컴퓨터를 갖춘 원격 데이터 센터를 갖게 될 것이다. 사용자들은 자신의 PC에서 양자 컴퓨터에 접속해 소프트웨어를 직접 쓰거나, 기존의 소프트웨어를 사용해 양자 컴퓨팅의 파워를 활용할 수 있을 것이다. 물론 그것이 어떻게 작동하는지 실제로 이해할 필요는 없다.

양자 클라우드 프로젝트에서 MS의 애저와 아마존의 AWS와 모두 협력하고 있는 1QBit의 앤드류 퍼스먼 CEO는 ‘결국 누구나 일반 컴퓨팅에 접근하는 것처럼 양자 컴퓨터에 접속할 수 있다는 생각’에 기반하고 있다고 말했다. 1QBit은 마이크로소프트 및 아마존 클라우드 고객과 협력해 양자 컴퓨팅을 사용해 기업의 요구를 충족하는 소프트웨어를 구축하는 회사다.

퍼스먼은 "예를 들어, 당신이 구글의 지메일(Gmail)에 접속하면, 당신은 당신의 컴퓨터를 구글의 대형 컴퓨터 시스템에 접속하는 입구로 사용하고 있는 것”이라고 말했다.

"양자 컴퓨터를 구축하는 기업들이 많이 있기 때문에 사람들은 클라우드를 통해 양자 컴퓨터에 접근할 수 있게 될 것입니다.”

양자 컴퓨팅, 무엇이 좋은가

전통적인 컴퓨터는 비트, 즉 1 또는 0이 한 번에 하나의 상태에서만 존재하는 데이터를 사용해 계산을 한다. 그러나 양자 컴퓨터는 0, 1 또는 이 두 가지의 모든 조합이 될 수 있는 양자 비트(Qbits)를 사용해 훨씬 빠른 처리 속도를 낼 수 있다.

대부분의 사람들은 가정이나 사무실에 사용하기 위해, 개별적으로 양자 컴퓨터를 구입하기 보다는 조만간 가능해질 클라우드의 양자 컴퓨터에 접속하는 방식으로 양자 컴퓨터에 접하게 될 것이다.

그러나 이러한 장점에도 불구하고, IBM의 웰서 부사장은 양자 컴퓨터가 매우 추운 온도(실외 온도보다 200배 정도는 더 추운)에서 보관되어야 한다고 말한다. 또 양자 컴퓨터가 새로운 종류의 문제들을 해결할 수 있지만, 많은 사람들이 컴퓨터가 해 주기를 원하는 대부분의 것들은 잘 하지 못한다. 예를 들어, 친구들과 식사를 한 후 사진을 저장하거나 저녁값을 나누는 계산에는 유용하지 않을 것이다.

사용자 입장에서 양자 컴퓨터의 진정한 이점은, 사용자가 클라우드를 통해 기존의 컴퓨터와 양자 컴퓨터를 동시에 사용할 수 있다는 것일 것이다.

글로벌 투자은행 오펜하이머(Oppenheimer)의 티모시 호란 애널리스트는 "마하 6이나 7의 속도를 내는 제트 전투기와 자동차를 비교하는 것과 비슷하다”고 설명한다.

"제트 전투기는 자동차가 할 수 없는 문제를 해결할 수 있지만, 대개의 경우는 사용하지 않지요. 그리고 전투기 조종사가 제트기까지 갈 때에는 여전히 자동차를 타고 가야 합니다."

1QBit의 퍼스맨 CEO는 양자 컴퓨팅은 복잡한 시나리오를 모델링하는데 특히 뛰어나다고 말했다. 그의 회사의 초기 고객들 중 하나인 화학회사 다우(DOW)는 새로운 화학 물질을 개발하려면, 시험관에 실제로 다른 물질들을 쏟아 붓고 무슨 일이 일어나는지 오래 동안 지켜보아야 했다. 하지만 1QBit의 소프트웨어는 양자 컴퓨터로 그 실험을 짧은 시간 안에 시뮬레이션할 수 있다.

양자 컴퓨터가 이전의 방식을 모두 대체할 만큼 충분히 발전되지는 않았지만, 다우존스는 결국 양자 컴퓨터를 이용해 상당한 시간과 돈을 절약할 수 있을 것이다. 전문가들은 전기자동차용 배터리 기술 개발이나 항공 교통 통제에 사용되는 시스템 개선 등에도 양자 컴퓨터가 사용될 수 있을 것이라고 말한다.

장기적인 투자

그러나 양자 컴퓨터의 진짜 장점은 앞으로 몇 년 후에나 볼 수 있을 것이다. IBM의 웰서 부사장은 이 기술의 기업 적용과 그로 인해 기업이 실제로 이익을 보기까지는 최소한 5년은 걸릴 것으로 예상한다고 말했다.

오펜하이머의 호란 애널리스트도 양자 컴퓨터 기술이 유망한 건 분명하지만 실제 기업에의 적용은 아직 실험 단계에 있기 때문에 클라우드 제공업체나 그 고객들의 재정적 이익에 얼마나 기여할 지는 분명하지 않다고 말했다.

하지만 기업들이 양자 컴퓨팅 분야를 선점하기 위해 경쟁하고 있다는 것은 의심의 여지가 없다. 구글은 지난해 10월, 기존의 슈퍼컴퓨터가 1만년 걸려야 할 수 있는 계산을 3분 20초에 해냄으로써 ‘양자 우위’(quantum supremacy, 양자컴퓨터가 슈퍼 컴퓨터의 성능을 넘어서는 현상)를 달성했다고 밝힌 바 있다(물론 경쟁사들은 재빨리 이에 대한 의문을 제기했다). 구글은 또 자사의 클라우드에서 양자 컴퓨터 접근 제공에 대해서도 연구하고 있다고 말해 경쟁사들을 자극했다.

미국과 중국도 앞다퉈 이 기술을 개발하기 위한 경쟁을 하고 있는데, 이것은 양자 컴퓨터가 군사분야에 크게 응용될 수 있기 때문이다.

IBM의 웰서 부사장은 기업 적용이 빨리 이루어지도록 하기 위해서는 기업들과 개발 회사들이 가능한 한 빨리 양자 컴퓨터를 많이 실험하는 것이라고 지적한다.

웰서 부사장은 "우리가 현재 보고 있는 상황, 즉 양자 컴퓨터 기술에 여러 기업들이 뛰어들고 있는 것은 기술의 발전 초기의 독특한 현상"이라고 말했다.

"우리가 지금 해야 할 일 중 하나는, 양자 컴퓨터를 사용할 수 있는 인력을 가능한 많이 훈련시키는 것입니다.”

양자 컴퓨팅의 잠재력은 너무 크기 때문에 기업들은 초기 단계에서 기꺼이 이 기술에 투자할 것이다. 오펜하이머의 호란 애널리스트는 "만일 이 기술이 본격 시작되면, 새로운 물질을 발명하고, 새로운 약을 만들 수 있다"고 말했다.

"양자 컴퓨터 사용 사례의 99%는 현재로서는 예측할 수 없습니다만, 아마도 모든 시장에 걸쳐 일어나게 될 것입니다."