IBM, 신형 헤론 양자 프로세서 발표: 처리 속도 50배 향상에 생성형 AI 결합

양자 컴퓨터에서 복잡한 회로를 깊게 쌓을수록 오류가 눈덩이처럼 불어나 계산을 끝내기까지 며칠씩 기다려야 하는 문제는 고질적인 장벽이었습니다.

IBM이 최신 양자 프로세서인 헤론(Heron)과 소프트웨어 키스킷(Qiskit)의 성능 개선을 통해 특정 양자 회로에서 최대 5000개의 2큐비트 게이트 연산을 실행하는 데 성공했다고 밝혔습니다.

112시간 걸리던 연산을 2.2시간 만에 완료

양자 회로에서 2큐비트 게이트는 연산 오류가 가장 빈번하게 발생하고 시간도 많이 잡아먹는 까다로운 단계입니다.

IBM이 2023년 양자 유용성 시연 당시 수행했던 반전 킥트 이징 모델 회로 실험에서는 연산을 끝마치는 데 총 112시간의 처리 시간이 걸렸습니다.

이번 헤론 프로세서에서는 당시보다 거의 두 배 많은 최대 5000개의 게이트를 정확하게 구동하면서도 단 2.2시간 만에 작업을 마쳤습니다. IBM 발표에 따르면 속도가 50배 빨라진 셈입니다.

IBM 퀀텀의 제이 감베타 부사장은 하드웨어와 키스킷의 발전을 통해 양자 자원과 기존 고성능 슈퍼컴퓨터를 결합해 각자의 강점을 살리는 새로운 알고리즘을 짤 수 있게 되었다고 설명했습니다.

생성형 AI와 외부 파트너십을 품은 키스킷

단순히 속도만 끌어올린 것이 아니라 개발자를 위한 소프트웨어 생태계도 대폭 확장했습니다.

IBM 플랫폼에는 자체 그래닛 모델을 기반으로 양자 코드를 자동 작성해 주는 코드 어시스턴트 기능이 도입되었습니다.

또한 AI를 활용해 양자 회로를 하드웨어에 맞춰 최적화하는 트랜스파일러 서비스와 초기 단계의 양자 중심 슈퍼컴퓨팅을 구동하는 서버리스 환경도 제공합니다.

여기에 Q-CTRL, 알고리즈믹, 큐에드마, 큐나시스, 멀티버스 컴퓨팅 등 외부 전문 기업들의 도구를 모은 카탈로그를 구축해 양자 노이즈 관리와 알고리즘 개발 편의성을 높였습니다.

왜 중요한가

이번 발표는 양자 기술 경쟁의 축이 단순한 큐비트 숫자 늘리기에서 실제 처리 속도와 연산 처리량을 따지는 공학적 단계로 옮겨가고 있음을 보여줍니다.

재료 과학, 화학, 생명 과학, 고에너지 물리학을 연구하는 이들에게 112시간과 2.2시간의 차이는 연구 진행 속도를 완전히 바꿔 놓는 결정적인 수치입니다.

완벽한 오류 수정 양자 컴퓨터가 나올 때까지 마냥 기다리는 대신, 생성형 AI와 기존 슈퍼컴퓨터, 노이즈 제어 소프트웨어를 엮어 현재 하드웨어의 한계를 보완하려는 IBM의 접근법은 매우 현실적이고 영리해 보입니다.

다만 이번 5000개 게이트 구동은 특정 유형의 물리 회로에서 달성된 성과인 만큼 범용 양자 컴퓨팅과는 아직 거리가 있습니다. 일반 개발자가 일상적인 업무에 쓸 단계는 아니지만, 첨단 연구를 진행하는 연구진에게는 지금 바로 검토해 볼 만한 도구로 자리 잡았습니다.