“양자·HPC 융합 앞당긴다”…IBM, AMD와 초고속 컴퓨팅 도전

양자 컴퓨팅이 고성능컴퓨팅(HPC)과 결합하는 하이브리드 아키텍처가 글로벌 IT 업계의 차세대 패러다임으로 부상하고 있다. 27일 IBM과 AMD는 양자 컴퓨팅과 HPC를 융합한 ‘양자 중심 슈퍼컴퓨팅’ 개발 협력을 공식 발표했다. IBM이 선도하는 양자 컴퓨터와 AMD의 CPU·GPU 등 고성능 연산 기술이 만나, 복잡한 문제 해결 속도를 끌어올릴 수 있을지 업계 이목이 집중된다. 관측통들은 양자-클래식(고전) 컴퓨팅 융합이 ‘차세대 연산 주도권’ 경쟁의 분기점이 될 수 있다고 해석한다.

이번에 공개된 ‘양자 중심 슈퍼컴퓨팅’은 양자 컴퓨터가 기존의 CPU·GPU 등과 같은 다양한 컴퓨팅 엔진, 그리고 인공지능(AI) 인프라와 유기적으로 협력하는 아키텍처다. 상세 설계에 따르면, 문제의 각 요소별로 양자 계산, 고전적 슈퍼컴퓨터, AI 분석 등 최적의 방식을 선택해 효율적으로 연산이 이뤄진다. 예를 들어 양자 컴퓨터는 원자 혹은 분자 수준의 복잡한 시뮬레이션을, 고성능 슈퍼컴퓨터는 방대한 데이터 분석·최적화를 담당하게 된다. IBM은 이 같은 기술이 현실 세계에서 미해결로 남아있던 과학·산업 문제를 전례 없는 스케일과 속도로 풀어낼 열쇠가 될 수 있다고 강조했다. 특히 이번 기술은 기존 슈퍼컴퓨터가 극복하지 못했던 원자 단위 시뮬레이션의 한계를 돌파했다는 점에서 의미가 있다.

이들의 협력은 단순한 R&D를 넘어 2030년 ‘오류 내성 양자 컴퓨팅(오류 없는 양자 컴퓨터)’ 실현이라는 업계 최대 숙원 해소에도 속도를 붙일 전망이다. 양자 컴퓨터는 정보 단위(큐비트)의 특성상 오류 발생률이 높았으나, 고전적 HPC와의 협업 구조를 통해 오류 보정 및 대규모 연산 안정성을 높일 가능성도 제기된다. IBM이 축적한 양자 알고리즘 역량과 AMD의 하드웨어 최적화 기술이 결합해 대규모 실용적 양자 연산의 문턱을 낮출 것이라는 분석이 나온다.

글로벌 시장에서는 이미 미국, 유럽, 중국 등 빅테크를 중심으로 슈퍼컴퓨터와 양자 컴퓨팅의 하이브리드 경쟁이 확산되는 추세다. 구글, 마이크로소프트, 인텔 등도 유사한 연구를 추진하고 있으며, 독일 프라운호퍼 협회 등도 국가 주도 양자-슈퍼컴퓨터 융합을 전략 과제로 채택한 바 있다. 각각의 기업들은 차별화된 아키텍처 설계와 알고리즘 최적화를 통해 주도권 경쟁을 벌이고 있다.

한편, 초고속 연산 기술의 산업화와 관련해 데이터 보안, 에너지 효율, 국가 간 통상 규제 등 정책 이슈도 부각되고 있다. 미 상무부, 유럽연합 등은 양자 암호, 기술 수출 통제 등 새로운 법제 정비에 착수한 상황이다. 양자-클래식 하이브리드 컴퓨팅의 글로벌 시장 도입을 위해서는 실시간 보안 검증과 인증 체계, 소프트웨어 인터페이스 표준화 등 복합적 검토가 함께 이뤄질 것으로 보인다.

전문가들은 “양자 컴퓨팅과 HPC의 융합이 실제로 구현된다면, 신약개발, 신소재 연구, 국가 안보 등 미래 전 산업의 데이터 연산 패러다임을 송두리째 바꾸는 변곡점이 될 수 있다”고 전망한다. 산업계는 이번 기술이 어떻게 시장에 안착할지 예의주시하는 한편, 양자-고전 융합 체계의 상용화 속도 및 제도 정비와의 간극을 신중히 따져봐야 한다는 의견도 제기되고 있다. 기술과 산업, 제도와 윤리의 균형이 새로운 컴퓨팅 패권 경쟁의 핵심 조건이 된 셈이다.