美 국방고등연구계획국, 양자 벤치마킹 이니셔티브 출범··· “기업 15곳 선정”

미국 DARPA가 출범한 QBI 프로그램에 IBM, HPE, 퀀티뉴엄(Quantinuum), 아이온큐(IonQ), 자나두(Xanadu), 리제티(Rigetti) 등 북미, 유럽, 호주 기업들이 선정됐다. 이들 기업은 이온 트랩, 초전도 큐비트, 광자학, 실리콘 스핀 큐비트 등 다양한 양자 컴퓨팅 접근법을 연구하고 있다.

자나두의 설립자이자 CEO인 크리스찬 위드브룩은 “업계의 다른 리더들과 함께 QBI의 첫 단계에 선정된 것은 영광”이라고 말했다. 그는 “투자자나 고객이 양자 컴퓨팅 기업에 대한 실사를 어떻게 할 수 있는지가 자금 조달과 비즈니스 측면에서 하나의 과제”라면서, QBI와 같은 프로그램이 검증을 제공한다고 설명했다.

DARPA의 QBI 프로그램 관리자인 조 알테페터는 “기업들의 계획이 효과가 없다는 것을 증명하기 위해 가능한 모든 노력을 기울이겠지만, 정직한 중개자가 될 것”이라고 전했다. 이어 그는 “만약 많은 노력, 분석, 독립적인 테스트 후에 실제로 작동한다고 확인되면, 양자 컴퓨터의 작동 여부에 관심이 있는 정부의 다른 기관들에게 결과를 알릴 것”이라고 설명했다.

이번 이니셔티브를 위해 DAPRA가 제공하는 것은 검증만이 아니다. 노드 퀀티크(Nord Quantique)에 따르면 DARPA는 다단계 이니셔티브를 통해 상당한 자금을 제공할 예정이며, 선정된 기업들은 양자 컴퓨팅 개념을 구체화하는 목적으로 100만 달러의 초기 지원금을 받게 된다.

다음 단계로 진출하는 기업들은 종합적인 연구 개발 로드맵을 개발하기 위해 최대 1,500만 달러를 받을 수 있으며, 최종 단계에서는 실용적 규모의 양자 시스템을 구축하고 시연하기 위해 최대 3억 달러를 지원받을 수 있다.

노드 퀀티크의 사장이자 CTO, 공동 설립자인 줄리앙 카미랑 레미르는 이 자금을 팀 확장에 사용할 계획이라고 설명했다. 이는 기술 개발을 가속화할 기회라고 그는 언급했다.

레미르는 “기업 사용자에게 의미하는 바는, 이런 가속화로 인해 실제 비즈니스 문제에 대한 양자 솔루션이 더 빨리 제공될 수 있다는 점이다. 따라서 기업 고객도 양자 컴퓨팅의 이점이 가시화될 때까지 도입에 대한 생각을 앞당겨야 할 것”이라고 말했다. 그는 유용한 양자 컴퓨터가 10년 내에 기업에 제공될 것이라고 예측했다.

레미르는 “최근 몇 년간 양자 부문 전체에서 엄청난 진전이 있었다. 이는 산업계가 중기적으로 양자 컴퓨팅을 어떻게 운영에 통합할지 진지하게 생각해야 한다는 것을 의미한다”라고 덧붙였다.

포토닉(Photonic)의 CEO인 폴 테리는 “미국 QBI와 같은 프로그램과 전 세계 공공 및 민간 투자자들의 수십억 달러 투자로 양자 기술의 성숙도가 증가하고 있다. 포토닉의 아키텍처는 처음부터 데이터센터에 배치될 수 있는 모듈식, 확장 가능, 결함 허용 양자 시스템을 개발하는 데 초점을 맞춰 설계됐다”라고 설명했다.

테리 외에 DARPA도 공식 발표에서 결함 허용 양자 컴퓨터(FTQC)를 강조했다. 이번 기업 선정 결과는 양자 컴퓨팅의 미래에 있어 오류 수정 기술이 얼마나 중요한지를 명확히 보여주고 있다.

오늘날 양자 컴퓨터의 가장 큰 문제로는 오류 수가 큐비트 수보다 빠르게 증가해 확장이 불가능하다는 점이 꼽힌다. 양자 컴퓨팅 기업들은 양자 컴퓨터가 실제 작업을 수행할 만큼 충분히 커질 수 있도록 오류율을 낮추기 위해 다양한 접근법을 연구하고 있다.

현재 양자 컴퓨터 중 상당수는 노이즈가 있는 중간 규모 양자(NISQ)로 분류된다. 결함 허용 캣 큐비트를 만드는 앨리스 앤 밥(Alice & Bob)의 미국 총괄 매니저인 줄리엣 페이로네는 NISQ가 교육에는 유용하지만 상업적 가치를 창출하기는 어렵다고 봤다. 그는 “DARPA가 결함 허용에 주목해야 한다고 밝혔다는 것은 상업 기업들도 여기에 집중해야 한다는 중요한 신호”라고 강조했다.

페이로네는 “앨리스 앤 밥의 로드맵은 2030년까지 100개의 논리적 큐비트를 갖추는 것이며, 이 정도 규모가 돼야 특정 분야에서 실질적인 가치 창출을 시작할 단계에 진입할 수 있다고 보고 있다. 아직 완전한 상업적 활용을 이야기하는 것이 아니라, 기존 컴퓨팅 솔루션으로는 불가능한 영역의 문제들을 해결하기 시작하는 단계를 말하는 것”이라고 언급했다.

자나두의 위드브룩은 QBI의 목표가 성공 가능성이 높은 양자 컴퓨팅 기업과 기술을 선택하는 것이라면서, “이 프로그램이 존재한다는 사실은 양자 컴퓨팅 산업이 점점 더 빠른 속도로 성숙하고 있음을 보여준다”라고 말했다.

HPE는 컨소시엄 접근법을 취해 큐올랩(Qolab), 퀀텀 머신스(Quantum Machines), 어플라이드 머티리얼스(Applied Materials) 등 6개 기업과 협력하고 있다. 이 그룹은 양자 컴퓨팅과 고전적 컴퓨팅을 결합하는 접근법에 집중하고 있다.

HPE랩스의 기술자인 마수드 모세니는 “컨소시엄으로 협력하면서 보다 현실적인 목표를 설정했다. 최점단 반도체 제조 기술과 슈퍼컴퓨팅을 활용해 고성능 양자-고전 하이브리드 프로세서를 구축하는 것이다. 야심 차진 않지만 실현 가능성이 높은 방식이다”라고 설명했다.

DARPA가 선정한 15개 기업 목록은 다음과 같다.

• 앨리스 앤 밥 — 초전도 캣 큐비트
• 애틀랜틱 퀀텀(Atlantic Quantum) — 플럭소니움 큐비트
• 아톰 컴퓨팅(Atom Computing) — 확장 가능한 중성 원자 배열
• 디락(Diraq) — 실리콘 스핀 큐비트
• HPE
• IBM — 초전도 프로세서
• 아이온큐 — 이온 트랩 양자 컴퓨팅
• 노드 퀀티크
• 옥스포드 아이오닉스(Oxford Ionics) — 이온 트랩 큐비트
• 포토닉 — 광학으로 연결된 실리콘 스핀 큐비트
• 퀀티뉴엄 — 이온 트랩 큐비트
• 퀀텀 모션(Quantum Motion) — 실리콘 스핀 큐비트
• 리제티 컴퓨팅 — 초전도 조정 가능한 트랜스몬 큐비트
• 실리콘 퀀텀 컴퓨팅(Silicon Quantum Computing) — 실리콘의 정밀 원자 큐비트
• 자나두 — 광자 양자 컴퓨팅

DARPA는 3개의 다른 회사도 선정됐지만 아직 미확정 상태이며, 가까운 시일 내에 공개될 것이라고 밝혔다.

또한 목록에서 빠진 거대 양자 컴퓨팅 기업이 있다. 마이크로소프트다. 이는 마이크로소프트와 또 다른 양자 컴퓨팅 기업인 사이퀀텀(PsiQuantum)이 이미 프로그램에 참여하고 있기 때문이다. 실제로 2월에 DARPA는 마이크로소프트와 사이퀀텀이 이니셔티브의 검증 및 공동 설계 단계로 진입했다고 발표했지만, 발표에는 관련된 자금 규모가 언급되지 않았다.
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