2019.10.24

구글 "슈퍼 컴퓨터 성능 뛰어 넘는 양자 컴퓨터 구현"

Jon Gold | Network World
구글이 자사의 시커모어(Sycamore) 퀀텀 컴퓨터 테스트 결과를 유명 과학잡지인 네이처(Nature)를 통해 공개했다. 기존 슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘은 이른바 '양자우월'을 달성했다는 것이 핵심 내용이다.



보고서에 따르면, 구글 테스트의 첫 번째 어려움은 문제를 정의하는 것이었다. 구글 연구팀은 시커모어 컴퓨터의 연산 결과를 현대적인 슈퍼컴퓨터의 연산 결과와 비교하는 것으로 정했다. 구체적인 작업은 의사난수(pseudo-random) 퀀텀 회로 상태를 읽는 것이었다. 이런 작업은 컴퓨팅 측면에서 시커모어와 기존 슈퍼컴퓨터의 성능을 단순 비교할 수 있지만, 전통적인 실리콘 칩이 장착된 슈퍼컴퓨터로 정의하기가 쉽지 않았다.

연구팀을 이끄는 존 마르티니스와 서지와 보익소는 구글 공식 블로그를 통해 "랜덤 회로에는 전통적인 알고리즘을 활용할 수 있는 어떤 구조도 없기 때문에 이러한 퀀텀 회로를 기존 슈퍼컴퓨터에서 에뮬레이터하려면 엄청난 규모의 컴퓨팅 파워가 필요하다"라고 설명했다.

기존 슈퍼컴퓨터와 달리 구글의 시카모어는 이 과정을 극적으로 단순화할 수 있도록 설계됐다. 퀀텀 컴퓨터는 54비트 큐비트의 2차원 어레이로 구성된다. 각 큐비트는 근접한 4개 큐비트와 연결된 상태로 직사각형의 격차로 배열된다.

연구팀에 따르면, 이런 구조 덕분에 시카모어는 전체 프로세서에 걸쳐 비트 값을 전통적인 컴퓨터보다 훨씬 더 빠르게 바꿀 수 있다. 전통적인 컴퓨터는 이 변환 작업을 0~1초에 정도에 처리하면서 정보를 다루지만, 시카모어는 이 변환 작업을 훨씬 짧은 시간에 처리한다. 구글은 이 실험 결과를 '양자 우월(quantum supremacy)'이라고 불렀다. 특정 형식의 업무에서는 시카모어와 그 후속 모델이 근본적으로 전통적인 컴퓨터의 성능을 능가할 수 있음을 의미한다.

이러한 실험은 특정 환경에서 수행된 것이어서 범용적으로 유용한 것은 아니다. 그러나 구글 CEO 선다 피차이는 MIT 테크놀로지 리뷰 인터뷰를 통해 "이번 연구 성과는 라이트 형태가 키트 호크에서 실시한 첫 비행 실험과 같은 의미가 있다. 이 첫 비행은 불과 12초에 불과했고 전혀 실용적이지 않았지만 비행기가 하늘을 날 수 있다는 가능성을 분명하게 보여줬다"라고 말했다.

실제로 연구팀은 퀀텀 컴퓨터의 연산력이 급격하게 향상되고 있으며, 실생활에 사용될 날이 머지않았다고 전망한다. 퀀텀 컴퓨터를 개발하기 위한 학계와 민간 영역의 협업도 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

반면 일부에서는 구글의 '양자 우월' 주장을 반박하고 있다. 비판의 전면에 나선 것은 퀀텀 컴퓨팅 경쟁사인 IBM이다. IBM은 기업 블로그를 통해, 구글 보고서에 나온 전통적인 컴퓨터의 처리 시간이 너무 길다며 구글 연구팀이 최신 슈퍼컴퓨터의 완전한 성능을 구현하는 데 실패한 것으로 분석했다.

IBM 연구팀은 "같은 작업을 처리하는 가장 이상적인 시뮬레이션은 기존 슈퍼컴퓨터에서 2.5일 만에 처리할 수 있다. 당연히 연산 정확도는 훨씬 높다. 더 많은 양자 컴퓨팅 연구자들 사이에서, 구글이 전통적인 컴퓨터가 하지 못했던 무언가를 해냈다는 '양자 우월' 주장을 검증할 필요가 있다"라고 지적했다. ciokr@idg.co.kr



2019.10.24

구글 "슈퍼 컴퓨터 성능 뛰어 넘는 양자 컴퓨터 구현"

Jon Gold | Network World
구글이 자사의 시커모어(Sycamore) 퀀텀 컴퓨터 테스트 결과를 유명 과학잡지인 네이처(Nature)를 통해 공개했다. 기존 슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘은 이른바 '양자우월'을 달성했다는 것이 핵심 내용이다.



보고서에 따르면, 구글 테스트의 첫 번째 어려움은 문제를 정의하는 것이었다. 구글 연구팀은 시커모어 컴퓨터의 연산 결과를 현대적인 슈퍼컴퓨터의 연산 결과와 비교하는 것으로 정했다. 구체적인 작업은 의사난수(pseudo-random) 퀀텀 회로 상태를 읽는 것이었다. 이런 작업은 컴퓨팅 측면에서 시커모어와 기존 슈퍼컴퓨터의 성능을 단순 비교할 수 있지만, 전통적인 실리콘 칩이 장착된 슈퍼컴퓨터로 정의하기가 쉽지 않았다.

연구팀을 이끄는 존 마르티니스와 서지와 보익소는 구글 공식 블로그를 통해 "랜덤 회로에는 전통적인 알고리즘을 활용할 수 있는 어떤 구조도 없기 때문에 이러한 퀀텀 회로를 기존 슈퍼컴퓨터에서 에뮬레이터하려면 엄청난 규모의 컴퓨팅 파워가 필요하다"라고 설명했다.

기존 슈퍼컴퓨터와 달리 구글의 시카모어는 이 과정을 극적으로 단순화할 수 있도록 설계됐다. 퀀텀 컴퓨터는 54비트 큐비트의 2차원 어레이로 구성된다. 각 큐비트는 근접한 4개 큐비트와 연결된 상태로 직사각형의 격차로 배열된다.

연구팀에 따르면, 이런 구조 덕분에 시카모어는 전체 프로세서에 걸쳐 비트 값을 전통적인 컴퓨터보다 훨씬 더 빠르게 바꿀 수 있다. 전통적인 컴퓨터는 이 변환 작업을 0~1초에 정도에 처리하면서 정보를 다루지만, 시카모어는 이 변환 작업을 훨씬 짧은 시간에 처리한다. 구글은 이 실험 결과를 '양자 우월(quantum supremacy)'이라고 불렀다. 특정 형식의 업무에서는 시카모어와 그 후속 모델이 근본적으로 전통적인 컴퓨터의 성능을 능가할 수 있음을 의미한다.

이러한 실험은 특정 환경에서 수행된 것이어서 범용적으로 유용한 것은 아니다. 그러나 구글 CEO 선다 피차이는 MIT 테크놀로지 리뷰 인터뷰를 통해 "이번 연구 성과는 라이트 형태가 키트 호크에서 실시한 첫 비행 실험과 같은 의미가 있다. 이 첫 비행은 불과 12초에 불과했고 전혀 실용적이지 않았지만 비행기가 하늘을 날 수 있다는 가능성을 분명하게 보여줬다"라고 말했다.

실제로 연구팀은 퀀텀 컴퓨터의 연산력이 급격하게 향상되고 있으며, 실생활에 사용될 날이 머지않았다고 전망한다. 퀀텀 컴퓨터를 개발하기 위한 학계와 민간 영역의 협업도 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

반면 일부에서는 구글의 '양자 우월' 주장을 반박하고 있다. 비판의 전면에 나선 것은 퀀텀 컴퓨팅 경쟁사인 IBM이다. IBM은 기업 블로그를 통해, 구글 보고서에 나온 전통적인 컴퓨터의 처리 시간이 너무 길다며 구글 연구팀이 최신 슈퍼컴퓨터의 완전한 성능을 구현하는 데 실패한 것으로 분석했다.

IBM 연구팀은 "같은 작업을 처리하는 가장 이상적인 시뮬레이션은 기존 슈퍼컴퓨터에서 2.5일 만에 처리할 수 있다. 당연히 연산 정확도는 훨씬 높다. 더 많은 양자 컴퓨팅 연구자들 사이에서, 구글이 전통적인 컴퓨터가 하지 못했던 무언가를 해냈다는 '양자 우월' 주장을 검증할 필요가 있다"라고 지적했다. ciokr@idg.co.kr

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