양자컴퓨터는 양자역학적 현상을 이용하여 일반 컴퓨터로는 불가능한 계산을 할 수 있는 컴퓨터입니다. 양자컴퓨터 분야를 선도하는 IBM이 '양자컴퓨터 기술 로드맵'을 공개하며 '2023년에는 1000큐비트(Qubits)를 초월한 성능의 양자컴퓨터를 실현한다'라는 장기적인 목표를 분명히 하고 있습니다.
IBM 's Roadmap For Scaling Quantum Technology | IBM Research Blog
https://www.ibm.com/blogs/research/2020/09/ibm-quantum-roadmap/
IBM's Roadmap For Scaling Quantum Technology | IBM Research Blog
Our quantum roadmap is leading to increasingly larger and better chips, with a 1,000-qubit chip, IBM Quantum Condor, targeted for the end of 2023.
www.ibm.com
IBM publishes its quantum roadmap, says it will have a 1,000-qubit machine in 2023 | TechCrunch
https://techcrunch.com/2020/09/15/ibm-publishes-its-quantum-roadmap-says-it-will-have-a-1000-qubit-machine-in-2023/
IBM publishes its quantum roadmap, says it will have a 1,000-qubit machine in 2023 – TechCrunch
IBM today, for the first time, published its road map for the future of its quantum computing hardware. There is a lot to digest here, but the most important news in the short term is that the company believes it is on its way to building a quantum process
social.techcrunch.com
2000년대 중반부터 양자컴퓨터에 대한 연구를 해온 IBM은 2016년 5월 5큐비트의 양자컴퓨터를 클라우드 상에 공개하여 외부에서 액세스할 수 있도록 했습니다. 그 후에도 시스템에 다양한 수준의 개량을 거듭하여, 현시점에는 IBM의 클라우드에 24여 개의 안정적인 양자시스템을 유지하고 있으며, 2020년 9월에는 일부 회원에게 65큐비트의 'IBM Quantum Hummingbird'라는 프로세서도 출시하였습니다.
양자컴퓨터의 규모로 키우는 데 문제가 되는 것이 '오류 비율 개선'으로, 오류 비율을 개선하지 않은 채 큐비트만을 늘려도 성능이 향상되지 않습니다. 그래서 IBM은 노이즈 처리 및 큐비트 신호를 읽기 위한 배선 및 구성 요소의 개선, 신호 처리 대기 시간 감소 등을 통해 양자컴퓨터의 성능 향상에 노력하고 있다고 합니다.
로드맵에 따르면, IBM은 2021년에 127큐비트의 'IBM Quantum Eagle'을 출시하고 2022년에는 433큐비트의 'IBM Quantum Osprey', 2023년에는 1121큐비트의 'IBM Quantum Condor'를 출시해, 점차 큐비트의 수를 늘려나갈 예정입니다. 특히 2023년의 'IBM Quantum Condor'는 양자컴퓨터에 있어 중요한 전환점이 될 것으로 판단되고, 따라서 양자컴퓨터의 잠재적인 이득을 탐구할 수 있다고 전망하고 있습니다.
IBM이 공개한 로드맵의 핵심 임무는 '모두가 클라우드를 통해 액세스 할 수 있는 풀스택 양자컴퓨터 디자인'이라는 것입니다. IBM은 향후 'IBM Quantum Condor'를 넘는 규모의 양자컴퓨터를 개발할 예정이지만, 양자컴퓨터의 규모가 커지면 냉각에 사용하는 희석냉동기를 더 크게 할 필요가 있다고 합니다.
그래서 IBM은 높이 10피트(약 3미터), 폭 6피트(약 1.8미터)의 'Goldeneye'라는 코드네임의 희석냉동기를 개발하고 있습니다. 'Goldeneye'는 최대 100만 큐비트 양자컴퓨터의 냉각을 염두에 두고 설계되어 있으며, 미래에 각각 100만 큐비트의 양자컴퓨터를 담은 'Goldeneye'를 서로 연결하여 초병렬 양자컴퓨터를 만들 계획도 작성되어 있습니다.
IBM Research의 이사인 다리오 길 씨는 양자컴퓨터의 미래를 반도체 산업의 예를 들어 설명하고 있습니다. 초기의 반도체 산업은 거대한 프로젝트팀이 모여 개발하고 있었지만, 이윽고 반도체 산업의 일부분을 담당하는 서드파티 벤더가 등장해 하나의 기업이 반도체에 필요한 모든 것을 설계 · 개발 · 제조하는 일은 없어졌습니다.
이와 같은 전개가 향후의 양자컴퓨터 업계에서도 일어날 가능성이 있다고 길 씨는 생각하고 있습니다. 업계의 복잡성이 증가하면 단일 플레이어가 개발의 모든 것을 담당하는 것이 어려워져 에코시스템에 참여하는 각각의 플레이어가 자신의 전문 분야에 주력하고 기여하게 됩니다. IBM은 이러한 미래의 움직임을 내다보고 투자를 하고 있다고 합니다.
또한 IBM은 많은 경쟁사보다 고성능 하드웨어의 개발에 노력하고 있습니다만, 양자컴퓨터에서 중요한 것은 하드웨어뿐만이 아닙니다. 양자컴퓨터의 소프트웨어, 즉 양자 알고리즘과 양자 회로의 구축도 양자컴퓨터의 성능 향상에 필요하고, 소프트웨어면에서의 대처도 시작해야 한다고 길 씨는 주장합니다.
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