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네트워크화된 집단의 성능, 양자컴퓨터의 새로운 기술
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네트워크화된 집단의 성능, 양자컴퓨터의 새로운 기술
네트워크를 하나의 집단으로 묶는다면, 강력한 성능을 자랑하는 양자컴퓨터의 성능이 대대적으로 확장될 것이다.
By PETER CHAPMAN, WIRED UK

강조하는 기술이 무엇이든 원하는 규모를 얻기 위해 양자컴퓨터는 모듈화와 네트워크화가 필요하다. 2021년에는 이러한 사실이 처음으로 입증될 것이다.

양자 기술은 종종 3가지 네트워킹 영역과 연관성을 지니고 있다. 첫 번째는 양자 암호화를 통신 기술에 추가하는 방식을 통한 인터넷 보안 향상이다. 두 번째는 차세대 양자 기술을 이용한 미래의 인터넷 구축이다. 세 번째는 더 강력한 양자컴퓨터 제작이다. 바로 강력한 양자컴퓨터 제작과 관련, 대대적인 발전이 이루어질 것이다.

더 빠르고 강력한 컴퓨터를 제작할 수 있는 두 가지 방법이 입증됐다. 첫 번째 방식은 프로세서 속도를 비롯해 각각의 부품 성능을 개선하는 것이다. 두 번째 방식은 모듈화하고, 다양한 프로세서를 추가하는 등 부품 수를 늘리는 것이다. IBM의 슈퍼컴퓨터인 IBM 서밋은 두 번째 방식을 사용한다. IBM 서밋의 크기는 테니스장 두 개를 합친 수준이며, 2만 7,648개의 그래픽 프로세싱 장치가 성능을 강화하는 9,216개의 프로세서가 장착됐다.
 
[사진=Unsplash]
[사진=Unsplash]

양자컴퓨터에도 이와 똑같은 방식을 적용할 수 있다. 이온큐(IonQ)와 IBM, 구글 등 여러 기업이 더 크고 우수한 양자 처리 장치(QPU) 제작을 위해 노력 중이다. 양자컴퓨터에서 QPU는 기존 컴퓨터의 CPU와 같은 역할을 한다. 그러나 오늘날의 클라우드처럼 단순히 양자컴퓨터를 더 많이 제작하고 네트워크를 구성하기만 하면, 원하는 대로 변화를 이룰 수 있을 것이다. 컴퓨터 계산 작업을 증가할 필요가 있을 때, 서버의 수가 증가하면서 수요를 맞춘다. 큐빗 100개로 구성된 QPU를 사용하지만, 애플리케이션에는 큐빗 2,000개가 필요하다면, 단순히 20개의 QPU를 함께 네트워크화해 하나의 네트워크로 작동하는 네트워크 집단을 생성하기만 하면 된다.

기존의 컴퓨터에서는 모듈화 과정에 종종 성능 저하와 같은 문제를 겪거나 시간과 비용 측면에서 추가 운영 비용이 필요하다. 그러나 양자컴퓨터 여러 대가 함께 작동하도록 두려면 QPU 전체에 얽어매야 한다. 그렇다면, 두 개의 큐빗이 연결된 상태를 유지해, 서로 먼 거리에 배치돼 있더라도 하나의 큐빗에서 수행하는 여러 활동이 다른 큐빗에 영향을 준다. 큐빗을 얽어맨 후에는 큐빗의 위치와 거리, 근원 등을 신경 쓸 필요가 없다. 즉, 양자컴퓨터 운영을 위해 초기 설치 비용 이외의 운영 비용을 지출할 필요가 없다는 의미이다.

2021년에는 하나의 더 큰 규모를 지닌 네트워크화가 이루어진 모듈식 양자컴퓨터의 사례가 실제로 등장할 것이다. 이는 이론 실험이 이루어지는 학계 연구실 바깥으로 나가 실제 양자 업계에서 발생할 것이다. 그리고, 더 강력한 양자컴퓨터를 제작할 확실한 길을 입증해 보일 것이다.

** 위 기사는 와이어드UK(WIRED.co.uk)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
Quantum computing’s next trick? The power of networked clusters
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