IBM, ‘양자컴퓨터 상용화’에 성큼 다가서다

 IBM 왓슨연구소에서 본 최신 양자컴퓨터

미국 뉴욕주 요크타운 하이츠에 있는 IBM 왓슨 리서치 센터에는 거대한 ‘냉장고 같은’ 기계가 돌아가고 있었습니다. 

바로 "IBM의 첫 모듈형 양자컴퓨터 시스템 ‘퀀텀 시스템 2’"입니다. 육각기둥 본체 안에는 양자칩이 들어 있고 옆 사각기둥에는 서버와 제어 장치가 붙어 있습니다.

내부에는 ‘샹들리에’를 닮은 구조물이 매달려 있고, 그 끝에 최신 칩인 ‘헤론(Heron)’ 3개가 설치되어 있습니다.
이 칩은 156큐비트를 처리할 수 있는데, 기존 컴퓨터가 수십 년 걸릴 문제를 단 몇 초 만에 풀어낼 수 있는 성능을 갖췄습니다.

왜 이렇게 특별할까?

기존 컴퓨터는 정보를 0과 1로 저장합니다.
하지만 양자컴퓨터는 0과 1을 동시에 가질 수 있는 ‘큐비트’를 활용해 훨씬 빠른 연산을 합니다.

문제는 큐비트가 열·진동·소음에 매우 민감하다는 점입니다. 그래서 IBM은 칩을 거의 절대온도(-273℃) 에 가깝게 냉각해 안정적으로 유지합니다. 리서치 센터에서는 헬륨이 압축·순환되는 기계음이 계속 들립니다.

IBM의 계획

IBM은 꾸준히 양자컴퓨터를 발전시켜 왔습니다.

2001년 : 최초 5큐비트 실험 성공

2017년 : 클라우드 기반 양자컴퓨터 공개

2025년 : “양자컴퓨터 상용화 로드맵” 발표

IBM은 내년에 슈퍼컴퓨터 성능을 뛰어넘는 단계에 도달하고, 2029년에는 "오류를 스스로 수정하는 ‘오류 내성 양자컴퓨터’를 실용화"하겠다고 밝혔습니다.

4. 경쟁 상황

IBM만 뛰어드는 게 아닙니다. 

구글: ‘윌로(Willow)’ 칩(105큐비트) → 불가능했던 계산을 5분 만에 해결

마이크로소프트 : ‘마요라나(Majorana)’ 개발 중

아마존 : ‘오셀롯(Ocelot)’ 개발 중

중국 : 72큐비트 양자컴퓨터 운영

덴마크·캐나다 : 상업용 양자컴퓨터 구축 진행

전문가들은 앞으로 2~3년 안에 본격적인 상용화가 시작될 것으로 보고 있습니다.

 어디에 쓰일까?

양자컴퓨터는 특히 신약 개발과 에너지 소재 연구에서 혁신을 가져올 것으로 예상됩니다.

신약 개발에서 분자 간 복잡한 상호작용을 정밀하게 계산하여 항암제·치매 치료제·백신 개발 속도를  향상시킵니다.

배터리·에너지는 리튬이온 배터리, 태양전지 연구 등 원자 단위 계산 필요 분야에서 큰 도움

IBM을 비롯한 글로벌 기업들은 이제 양자컴퓨터 상용화의 문턱에 와 있고, 이는 의학·에너지·소재 산업 등 사회 전반에 획기적 변화를 가져올 핵심 기술로 평가받고 있습니다.