양자컴퓨터 시리즈 58) 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼 발전동향 분석 — C114 제공

최근 2년간 ‘양자컴퓨팅’은 태생적으로 구비한 대량의 데이터 저장과 비교를 불허하는 탁월한 컴퓨팅 가속 능력으로 인해 차세대 컴퓨팅 혁명을 일으킬 대상으로 점차 대중의 시야로 들어왔다. 

현재 중국 내외의 여러 클라우드 컴퓨팅 사업 거두, 스타트업과 과학 연구 기관이 양자클라우드 플랫폼 서비스 방식으로 양자컴퓨팅의 ‘신비한 면모’를 열었다. 

양자컴퓨팅 기술이 진정으로 성숙하기 전, 양자컴퓨팅의 잠재력을 선보여 점점 더 많은 양자컴퓨팅 연구자, 양자소프트웨어 개발자, 대중 사용자를 클라우드 플랫폼 상으로 유입했고, 과학실험실, 소프트웨어개발, 응용 탐색을 전개하게 했다. 또한 양자컴퓨팅 산업을 배치하여 선순환 생태계를 양성했다. 미래 양자컴퓨팅, 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터와 인공지능의 심도융합에 따라 양자 클라우드 컴퓨팅은 일종의 새로운 유형의 컴퓨팅모델이 될 것이며 전체 정보산업과 컴퓨팅 산업, 인터넷의 전면적인 향상을 이끌 것이다.

양자컴퓨팅은 전통컴퓨터의 병목현상을 돌파하여, 제4차 산업혁명 엔진으로 여겨진다. IBM은 업계 첫번째 상용 컴퓨터 샘플을 출시한 이후, 구글은 ‘양자 우월성’을 실현했다고 선포하고 있고, 기술의 전면적 폭발력을 지닌 양자 컴퓨팅의 산업화 발전이 더 많은 가능성을 가져오고, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능, 인터넷에 대해 일종의 자극을 주며, 많은 과학 학문이 산업과 교차되어 좋은 ‘화학 반응’을 일으킨 후, 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼은 시대의 요구에 따라 나타났고, 양자컴퓨팅 산업 배치와 생태 홍보의 주요 운반자와 실행자가 되었다. 한 편으로 클라우드 컴퓨팅회사는 강대한 슈퍼 컴퓨팅능력을 전시했고, 다른 한 편으로 생태 공유 방식으로 양자컴퓨팅 영역의 예비 연구와 산업화를 가속화시켰고, 교차 산업의 초점이 되었고, 양자컴퓨팅의 잠재적 응용의 인큐베이팅 기기이기도 하다.

새로운 세계를 기대하는 양자컴퓨팅 클라우드플랫폼
이미 일어섰고, 발전은 조용히 진행되고 있다.
현재 양자컴퓨팅이 비록 일부 실험 환경하에서 놀랄만한 진전을 거두었지만 진정한 응용까지는 여전히 아주 많은 여정이 남아 있다. 이론과 특정 컴퓨팅 문제상에서 양자컴퓨팅의 우월성이 검증된 후 인류는 일종의 모델을 탐색하기 시작했고, 양자컴퓨팅의 관건이 되는 문제에 대해 인류의 지혜를 모을 수 있고, 연구 성과를 공유하여 양자컴퓨팅 실용화가 일찍 도래하도록 촉진할 수 있다. 이러한 배경하에 점점 더 많은 양자컴퓨팅 회사, 연구기관 등이 양자컴퓨팅 클라우드플랫폼을 발표하였고, 전통 컴퓨팅과 유사한 방식으로 양자컴퓨팅 영역의 수많은 관건 문제와 씨름하고 있으며, 양자컴퓨팅의 자원 희소성과 취약성 문제를 염두에 두고, 최종적으로 학술계 연구와 산업계 연구 개발을 위해 장애를 없애고 있다. 인터넷 자원에 의탁하여 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼은 각 유형의 사용자를 위해 클라우드 연결부를 제공했고, 양자컴퓨팅 자원과 성과를 개방하여 공유하며, 양자컴퓨팅에 기반한 각종 파생 서비스를 제공하며 좋은 발전 태세를 보이고 있다.

해외 클라우드 컴퓨팅 기업과 스타트업 기업은 양자 클라우드 컴퓨팅에 사전 배치를 진행했고, 현재 경쟁이 가열화되는 상황이다. 

IBM은 20큐비트 양자 클라우드 서버를 출시했고 개선된 QiKit양자프로세스 개발 셋트를 제공했고, 향상된 오픈소스 커뮤니티 서비스를 건립했다. 구글은 72큐비트컴퓨터 Bristlecone를 발표했고, Cirq양자 오픈소스 프레임을 개발하여 양자화학재료 컴퓨팅 OpenFermion-Cirq을 사용 사례로 제공했다. 스타트업 Rigetti는 양자클라우드서비스 플랫폼을 개방했고, 19큐비트 처리기 QPU를 연구개발했고, 최초로 QPU 초전도칩을 사용하여 무감독 머신러닝 훈련과 관리를 진행하여 양자컴퓨팅과 인공지능이 결합한 거대한 잠재력을 보여주었다. 

중국내 사정은 시작은 비교적 늦었지만 발전추세는 좋은 편으로, 국제 선진 양자클라우드서비스 회사와의 차이가 점차 줄어들고 있다. 중국과학원(中科院) 양자정보와 양자과학기술 혁신연구원과 알리 클라우드는 초전도 양자컴퓨팅 방향에서 11큐비트 클라우드 접속 초전도 양자컴퓨팅 서비스를 발표했다.

화웨이는 HiQ양자컴퓨팅 클라우드 서비스 플랫폼과 ProjectQ양자 겸용 프로그래밍 구조를 발표했다. 스타트업 본원양자(本源量子)가 연구개발한 본원양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼은 과학보급, 교학, 프로그래밍 등 다중 기능을 겸하여 구비했으며, 대학 연구자와 응용 개발자가 연구와 커뮤니티 보급을 잘 하도록 했다.  

현재 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼은 물리적 기층, 컴퓨팅엔진, 응용소프트웨어 개발부터 상층 애플리케이션에 이르기까지 이미 생태모델을 구비하였다. 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼상에 연구자와 사용자의 운용 습관을 배양하고 수많은 산업을 ‘양자컴퓨팅’ 응용 방향으로 인도하고, 미래 컴퓨팅영역의 내핵에서 생태기초를 구축하기 위해 미래 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼 추세가 ‘양자컴퓨팅’ 쟁투의 주전장이 될 것이다. 

산업응용으로의 노정은 아직 멀고, 수많은 방면에서 강화 필요
양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼은 ‘양자정보’시대의 선두에 선 병사지만 가야할 노정은 멀고 흐릿하다. 양자컴퓨팅 기술 노선, 산업노선, 응용노선에는 여전히 수많은 불확정성이 존재하며, 학술계와 산업계 공동으로 노력하여 추진하는 것이 필요하며, 양자 정보 산업 발전의 ‘신호 대 잡음비’를 개선해야 한다.

양자정보산업 발전의 추세와 요구를 결합하여, 미래 양자 클라우드 컴퓨팅 플랫폼 건설에 대해 발전과 의탁을 하는 플랫폼이 전개할 핵심조치로 다음 2가지를 건의한다.

하나는 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼을 통해 중대한 과학 문제가 결집되어 해결하도록 하는 것이다. 최근 구글 ‘양자우월성’ 실험 성공은 기술과 원리상 양자컴퓨터 위력을 검증했고, 이어서 양자컴퓨터의 장점과 가치를 과학 영역에 어떻게 결합할 것인지에 관해 더 많은 주목을 가져왔으며, 인류가 기존 컴퓨팅으로 해결하기 어렵거나 해결할 수 없는 문제를 빠르게 해결하는데 도움을 주게 되었다. 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼에 의지하여 가치있는 과학 문제를 찾을 수 있고, 병증에 대응하는 약의 상응하는 알고리즘을 설계할 수 있고, 계산 임무를 완성하며, 더 나아가 상업적 가치를 심도있게 논의할 수 있다. 따라서 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼상에서 먼저 양자 지능의 개발과 과학문제의 해결을 시뮬레이션할 것을 건의하며, 이론 장애를 해소하고, 시기가 성숙해지기를 기다려 ‘전용’ 심지어 ‘통용’ 양자컴퓨팅 영역을 원활하게 진행하며, 학술문제에서 공정 문제로 전환을 완성한다.

두 번째 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼에 기반하여, 미래 양자산업의 양자 엔지니어와 기술 인력을 배양해야 한다. 양자컴퓨팅이 젊고 건강하게 발전하려면 과학 영역을 넘나드는 인재가 결핍된 지금의 문제 해결을 시급히 요구한다. 예를 들어 설계 알고리즘은 과학자가 문제에 대해 비교적 심도있는 이해와 지식을 축적하고, 최종적으로는 복제 가능하며 안정적인 허용오차 컴퓨팅 장비여야 하며, 칩 제조 측면에서 반도체 엔지니어들과 차세대 양자정보 엔지니어의 공헌이 필요하다. 현재 미국은 이미 국가 전략 측면에서 양자정보 인재 배양 업그레이드를 하려하고, 2019년 9월24일 백악관에서 거행한 양자정보와 컴퓨팅 과학 포럼에서 발표한 <국가 양자정보 과학 전략 개요>에서 명확히 학술계와 산업계가 공동 합작하여 국가가 필요로 하는 양자 전문 인재를 배양해 내는 것을 지원할 것을 밝히고 있다. 또한 각종 루트를 통해 양자 정보 과학을 보급하고 추진하며 심지어 교육부에게 명확한 임무——‘중학교 단계에서 관련된 양자정보 과학 교육’을 하달해야 한다. 

중국은 미래의 양자정보 영역에서 한 자리를 대표해야 하며, 마찬가지로 양자 정보 교육과 인재배양을 중시해야 한다. 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼이 빅데이터, 인터넷, 산업 응용의 종합적 속성을 지닌 것을 고려하여 산업계에 기능을 제공할 수 있는 것 뿐아니라, 학술계와 교육계의 보조 추진기가 되어야 하며, 따라서 한 편으로 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼에 ‘교육’과 ‘과학보급’ 측면의 소프트웨어 하드웨어를 대량으로 투입하고, 다른 한 편으로 정보, 통신, 인터넷, 컴퓨팅 영역의 전문가와 호응하여 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼에서 과학 분야를 넘나들고 영역을 넘나드는 적극적인 교유와 합작을 전개하며, ‘양자컴퓨팅/양자정보+X’에 대해 학과가 교차되고 교육 습관과 실천에서 끊임없이 단련하며, ‘클라우드로 사람을 교육’하며, 국가를 위해 양자컴퓨팅과 정보 영역의 복합형 인재를 배양한다.