양자컴퓨터·AI 융합기술, 국가 R&D 지원 필요

[산업일보]
양자컴퓨터(이하 양자컴) 기술이 빠르게 발전하면서, 양자기술이 실험실을 넘어 ‘실용 기술’의 영역으로 다가왔다는 평가가 나온다. 특히 AI(인공지능)와의 융합은 양자·AI 기술의 상호보완적 발전이 기대되는 만큼, 국가적 차원의 R&D 지원이 필요하다는 제언이 나왔다.

소프트웨어정책연구소가 발표한 ‘양자컴퓨팅과 AI 융합 발전 가능성과 시사점’ 보고서에 따르면, 양자컴은 그동안 하드웨어 구현에 어려움을 겪었다. 그러나 최근 양자컴을 개발 중인 글로벌 기업 및 스타트업의 기술 성과로, 실용성 있는 차세대 컴퓨팅 자원으로 양자컴을 활용할 수 있는 단계에 접어들었다는 평가다.

양자컴은 양자 원리를 활용해 계산을 수행하는 ‘양자 튜링’ 기계를 말한다. 기존 컴퓨터와 다른 양자 원리를 바탕으로 연산을 수행해 계산속도를 향상하고 발열량을 줄일 수 있다.

완전한 양자컴퓨팅 구현에는 극복해야 할 문제들이 남아있는데, 보고서는 AI를 통해 보완하고 개선하려는 시도가 이뤄지고 있다고 전했다.

특히, 양자 상태를 완전히 제어하지 못해 발생하는 오류를 제어하는 ‘오류정정’ 기법은 양자컴 개발의 핵심이자 기술적 난제로 여겨진다. 이를 해결하기 위해 양자오류를 학습한 AI 모델로 오류를 식별하고 수정할 수 있는 기술이 개발 중이다.

보고서는 AI 기술이 양자컴 개발에 활발히 사용되는 추세일 뿐만 아니라, 양자컴의 연산우위를 활용해 AI 개발을 가속화하려는 연구 개발도 이뤄지고 있다고 살폈다.

그러나, 여전히 풀어야 할 기술적 문제와 한계가 존재한다고도 짚었다. 양자컴 하드웨어가 수백 큐비트 수준으로 한정적인 상황이 그 이유다.

보고서는 실용적인 범용 양자컴 개발을 위해 외형적인 큐비트 수를 최소 1백만 큐비트 이상으로 확장하고, 신뢰할 수 있는 오류정정 기술을 확보해야 한다고 내다봤다.

이에 보고서는 양자컴 개발을 위한 AI 활용만이 현실적인 융합단계 와있다고 보는 것이 타당하다고 분석했다. AI 모델 개발에 양자컴 활용하려는 시도는 아직 기존 컴퓨터를 기반으로 한 시뮬레이션 수준으로, 실제 양자컴 하드웨어 개발이 선행되야 한다는 것이다.

보고서는 양자컴과 AI 융합기술이 아직 초기 단계임에도, 기술 파급력이 높을 것으로 전망했다. 때문에, 선제적인 R&D 지원을 통해 기술 경쟁력 확보가 필요하다고 제언했다.

또한 양자컴퓨팅과 AI 융합기술의 산업화를 위해 스타트업 육성 및 투자 활성화를 중심으로 정책적 지원과 산업 기반을 조성하고, 인재 양성·확보 정책을 마련해야 한다고 덧붙였다.