IBM, 양자-슈퍼컴퓨팅 하이브리드 구조 ‘모범 답안’ 내놨다

기존 방식의 ‘슈퍼컴퓨터’와 새로운 ‘양자컴퓨터’는 서로 다른 특성을 지녀 두 시스템을 함께 연결하는 하이브리드 방식에 대한 논의가 이어져 왔다. 이런 가운데 IBM이 다양한 구현 사례를 기반으로 ‘양자 중심 슈퍼컴퓨팅’을 위한 레퍼런스 아키텍처를 공개해 눈길을 모은다.

IBM이 13일 공식 발표한 양자 중심 슈퍼컴퓨팅의 레퍼런스 아키텍처는 양자 프로세서(QPU) 중심의 양자 컴퓨터가 기존의 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU)와 함께 연결돼 온프레미스부터 클라우드까지 다양한 환경에서 구현, 활용될 수 있는 범용 구조를 제시했다는 점에서 의미가 있다.

이 레퍼런스 아키텍처는 기존 컴퓨팅 시스템과 양자컴퓨터를 하나의 통합된 컴퓨팅 환경으로 묶는다. 양자 하드웨어를 CPU·GPU 클러스터, 고속 네트워크, 공유 스토리지 등 강력한 클래식 인프라와 결합해 워크로드에 따라 최적의 위치에서 작업을 수행하도록 설계됐다. 이를 통해 오늘날의 복잡한 연구 환경에서 단일 컴퓨팅 방식만으로는 해결하기 어려운 난제를 풀 수 있을 새로운 계산 모델을 제시한다.

IBM의 레퍼런스 아키텍처는 키스킷(Qiskit)을 비롯한 개방형 소프트웨어와 오케스트레이션 기능이 포함돼 있어 연구자와 개발자가 익숙한 도구와 작업 방식 그대로 양자 기능에 접근할 수 있다. 이를 통해 화학, 신소재, 최적화 등 다양한 분야에서 양자와 클래식 컴퓨팅을 아우르는 통합 워크플로를 구현하고, 양자 컴퓨팅을 실제 문제 해결에 보다 쉽게 적용할 수 있도록 한다.

이러한 IBM의 레퍼런스 아키텍처는 이미 회사가 축적한 다양한 구현 사례와 경험을 기반으로 한다. 실제 과학 연구에서 의미 있는 결과가 나오면서 양자와 기존 컴퓨팅 결합 방식이 과학적 문제 해결을 가속화할 수 있다는 가능성도 확인되고 있다. 최근에는 일본 이화학연구소(RIKEN)과 IBM 연구진이 IBM 퀀텀 헤론 프로세서와 이화학연구소의 후가쿠(Fugaku) 슈퍼컴퓨터를 연결한 하이브리드 구성에서 철–황(Fe-S) 클러스터를 대규모로 양자 시뮬레이션하는 데 성공한 바 있다.

제이 감베타(Jay Gambetta) IBM 리서치 총괄사장 겸 IBM 펠로우는 “오늘날의 양자 프로세서는 특히 화학처럼 양자역학적 성질이 핵심이 되는 분야에서 가장 어려운 문제를 풀기 시작했다”며 “앞으로의 컴퓨팅은 양자 프로세서와 고성능 클래식 컴퓨팅이 함께 작동하는 ‘양자 중심 슈퍼컴퓨팅’으로 발전하게 될 것이다"라고 말했다. 그는 이어 "IBM은 이런 미래의 컴퓨팅 환경을 실제로 구현하기 위한 기술과 시스템을 지금 만들어가고 있다”고 덧붙였다.

권용만 기자

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