“일반인도 양자 프로그램을”…ETRI, ‘큐라운드’ 시범 운영 시작

[이데일리 김현아 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)이 자체 개발한 고성능 양자컴퓨팅 에뮬레이터 ‘큐플레이어(QPlayer)’를 기반으로, 양자 회로 설계 및 검증을 제공하는 시범 서비스 ‘큐그라운드(Qground)’ 운영을 시작했다고 23일 발표했다.

에뮬레이터란 지원되지 않는 하드웨어에서 소프트웨어를 실행하기 위하는 목적으로 쓰인다. 즉 양자컴퓨터를 갖고 있지 않아도 양자 프로그램을 만들 수 있는 것이다.

이번 시범 서비스는 양자컴퓨팅 소프트웨어의 기술력을 실증하는 중요한 계기가 될 전망이다. ‘큐그라운드’는 양자-고전 하이브리드 컴퓨팅 시스템 기술 개발을 목표로 하는 연구개발 과정에서 나온 첫 번째 성과로, 일반인이 양자 프로그래밍을 직접 실행해볼 수 있는 툴이다.

ETRI가 개발한 ‘큐플레이어’는 2020년부터 시작된 ‘양자 큐비트 오류 정정 및 논리 큐비트 제어 기술’ 연구 결과물로, 고전 컴퓨터에서 양자 상태벡터의 변화를 효과적으로 시뮬레이션하도록 설계되었다.

기존 양자컴퓨팅 에뮬레이터들과 차별화되는 점은, 양자 상태공간의 축소 관리 기법을 도입해 메모리 요구량을 대폭 줄이고 운영 성능을 크게 개선한 점이다.

ETRI는 큐플레이어가 128개 물리 큐비트를 지원한다고 밝혔다. 이는 기존 슈퍼컴퓨터를 이용한 45큐비트 에뮬레이션이나 IBM의 상용 제품에서 지원하는 35큐비트를 훨씬 넘는 성능이다.

특히, 큐플레이어는 양자 중첩도가 낮은 알고리즘에서 뛰어난 성능을 발휘하며, 낮은 메모리 요구량과 고속 실행 시간으로 기존 양자컴퓨팅 에뮬레이터들에 비해 큰 성능 우위를 자랑한다.

이러한 성과는 SCIE 저널인 양자과학과 기술(Quantum Science and Technology)에 연구 결과가 게재되었으며, 두 건의 국제 특허 출원으로 기술의 국제적 가치를 인정받았다. 또한, 양자 암호화 기술 연구와 같은 분야에서 이미 성능을 입증한 바 있다.

노르마는 큐플랫폼 서비스를 위해 ETRI와 협력하고 있다.

ETRI는 현재 큐플레이어의 상용화 가능성을 위해 양자 클라우드 플랫폼 기업인 메가존클라우드, 양자 보안 전문 기업 노르마와 협력하고 있으며, GPU 기반 에뮬레이션과 잡음 모사형 에뮬레이션이 가능한 엔진 코어 추가 도입 등을 통해 사용자 환경을 지속적으로 개선할 계획이다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 “결함허용 논리양자큐빗 컴퓨팅 환경을 제공하는 양자운영체제 원천기술 개발” 프로젝트의 일환으로 진행됐다.