키사이트 기고 | 2024년 ‘양자 컴퓨팅과 지속가능성’ 예측

기술의 발전 속도가 점점 더 빨라지면서, 2024년에는 사람들의 일상생활과 세상의 교류 및 소통 방식을 근본적으로 바꿔 놓을 또 다른 변혁이 이뤄질 전망이다. 키사이트테크놀로지스의 경영진이 다가올 미래와 관련해 2024년에 주목해야 할 ‘양자컴퓨팅’과 ‘지속가능성’관련 인사이트를 공유했다. 

양자 컴퓨팅 
◆ 필립 크란츠(Philip Krantz) 박사, 키사이트 양자 고객 성공 부문 관리자  
• 이론에서 실현까지 - 양자 기술의 잠재력: 양자 기술을 이용하면 양자 역학의 기본원리를 활용하여 오늘날 해결하기가 까다롭거나 불가능한 문제를 해결할 수 있다. 양자 기술을 활용하면 복잡한 시뮬레이션과 계산, 보안 통신, 더 강력한 이미징 및 센서 기법이 가능해진다.

• 양자 기술의 미래 탐구 - 인재 격차 해소: 양자 기술은 학문적 영역을 너머 스타트업, 하이테크 기업, 군사 분야로 확장되고 있다. 그 결과 더 많은 양자 허브와 인큐베이터가 생겨나고 지역 및 국가 에코시스템에서 양자 관련 기회를 포착할 수 있는 인력을 확보하려고 할 것이다. 앞으로 수년, 그리고 십수 년간 양자 기술의 잠재력을 실현하기 위해서는 인재 수급의 어려움을 해소하는 것이 굉장히 중요하다.

• 실험실에서 강의실까지 - 교육계의 양자 도약: 양자 관련 인재의 부족은 미래의 양자 인력 양성에 도움이 되는 새로운 프로그램을 제공하는 고등 교육 기회 창출로 이어질 것이다. 2030년에는 양자 교육 과정이 일반화될 전망이다. 산학 연계를 통해 학생들이 최신 양자 제어 및 판독 기술을 습득하고 적합한 기술적 역량을 확보할 수 있을 것이다. 또한 경영 대학원에서는 차세대 기업가들이 양자 에코시스템 진입에 대비할 수 있는 양자 교육 과정을 제공할 것이다
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• 양자 민주화 - 양자 서비스(QaaS: Quantum-as-a-Service)의 등장: 양자 실험실을 개발하는 경우 많은 비용이 들고 리소스 부담이 크기 때문에 앞으로 양자 서비스(QaaS) 제공업체가 증가할 것으로 예상된다. 양자 프로세서에 대한 원격 클라우드 액세스, 디바이스 특성화를 위한 테스트 베드, 제조 서비스를 제공하는 파운드리 같은 서비스가 출현하며, 이러한 서비스는 스타트업이 양자 에코시스템에 진입하는 데 도움이 될 것이다. 시간이 지나면서 QaaS 제공업체는 디바이스 작동 표준화, 특성화, 제조를 지원할 것이며 이를 통해 양자 프로세서와 큐비트 인접 지원 기술을 벤치마킹할 수 있게 된다.

• 포용적 혁신 - 양성 평등을 추구하는 양자 커뮤니티: 양자 기술은 양성 평등을 달성하는 최초의 기술 부문이 될 수 있는 잠재력을 가진다. 지속적, 집중적으로 여성의 참여를 장려하고 다양한 인력의 고용을 일반화하여 이러한 목표를 달성할 수 있다.

• 양자 기술의 발전을 억압하는 지식 격차: 양자 연구 개발은 계속해서 정부기관, 학계, 산업계의 투자 유치를 이끌어낼 것이다. 하지만 지식 격차와 첨단 기술의 가용성이 진행 속도를 더디게 만들 수 있이다. 예를 들어 고급 및 전용 클린룸 설비가 부족해 고품질 양자 프로세서 장치(QPU)를 생산할 수 없으면 작업 진행이 느려지게 된다.  

◆ 닐 파세(Niels Faché), 키사이트 설계 및 시뮬레이션 부문 부사장 겸 총괄 관리자
• 차세대 양자 설계 - 시스템 성능 최적화: 양자 컴퓨팅은 빠른 속도로 발전하고 있으며 대부분이 무료였던 연구 도구에서 양자 설계 관련 상용 제품 및 워크플로로 바뀌고 있다. 차세대 양자 설계는 통합 수준이 더 높은 시뮬레이션 워크플로를 필요로 하며 이러한 워크플로는 개발자들에게 빠르고 정확한 시스템 성능 최적화 기능을 제공한니다.

지속 가능성
◆ 마크 피어포인트(Mark Pierpoint): 전략적 혁신 및 파트너십 부문 부사장
• 기술 의사 결정을 주도하는 에너지 소비: 기술 의사 결정의 경우, 앞으로 성능과 비용만 평가하는 것이 아니라 지속 가능성을 고려하는 비중이 점점 더 늘어날 것이다. 에너지 효율성은 경영진의 필수적 요소로서 환경 목표를 달성하기 위한 모든 의사 결정에 영향을 미칠 것이다.

• 더 많은 대체 에너지의 필요성: 재생 가능성이 높은 에너지로의 전환을 지원하려면 공공 기업이 수요의 증가와 감소를 효율적으로 처리할 수 있도록 그리드가 점점 더 많은 저장 공간을 추가해야 한다. 또한 2030년까지 원자 에너지가 넷제로(Net Zero) 목표를 달성하는 데 있어 핵심적인 구성 요소라는 인식이 널리 퍼져야 한다.

• 더 큰 역할을 하는 마이크로그리드: 오늘날 약 50%의 전기 에너지를 송배전 과정에서 상실되고 있다. 사용처와 가까운 곳에서 에너지를 생성, 배전, 제어할 수 있는 마이크로그리드는 점점 더 많은 인기를 얻게 될 것이다. 신뢰성과 복원력이 뛰어난 전력을 제공할 수 있어 교외, 시골 전화, 군사 기지, 핵심 인프라 시설을 비롯해 광범위한 응용 분야에서 활용이 가능하다.

◆ 제프 해리스(Jeff Harris), 키사이트 기업 및 포트폴리오 마케팅 부문 부사장    
• EV 분야의 다음 개척지 - 배터리 상태 예측 및 방전 우려 해소: EV가 계속해서 진화함에 따라 주행거리 300마일(약480km)이 표준이 되면서 주행 거리에 대한 불안이 해소되기 시작할 것이다. 그와 동시에 사람들의 관심이 배터리의 상태로 몰리게 된다. 이미 휴대폰 배터리의 상태가 어떻게 악화될 수 있는지 보여 주고 있는 상황이다. 차량의 배터리가 빠르게 방전되어 발이 묶이거나 하루에 여러 번 차량을 충전해야 하는 것을 원하는 운전자는 없다. 배터리 상태가 EV 구매 결정에 영향을 미치는 요인으로 자리잡을 것으로 예상되며, 이와 관련해 자동차 제조업체는 차량의 상태를 시각화하여 운전자에게 관련 정보를 제공하고 운전자를 안심시킬 수 있을 것이다. 

이러한 정보는 더 상세해지는 한편 게임화 인터페이스를 포함할 것이다. 이를 통해 운전자는 배터리 관리 시스템의 성능을 극대화하는 데 자신의 행동이 어떠한 영향을 미치는지 알 수 있다. 그뿐만 아니라, AI 알고리즘을 시스템에 통합하면 다양한 조건에서 배터리의 상태와 성능을 예측할 수 있어 우려를 해소할 수 있다.

◆ 사라 라젤바(Sarah LaSelva), 키사이트 6G 마케팅 부문 디렉터
• 넷제로를 위한 무선 기술: 무선 네트워크의 지속 가능성에 대한 우려가 증가하고 있는 상황에서, AI는 6G가 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 있어 중요한 역할을 할 것이다. 예를 들어, 이 기술을 사용하면 실시간 작동 조건을 기반으로 콤포넌트를 켜고 끄는 방식으로 전력 소비를 최적화하는 방법을 판별할 수 있다. 

6G 네트워크가 롤아웃되고 더 많은 디바이스와 기계가 무선으로 연결되면 작동 방식을 최적화하고 탄소 발자국을 줄일 수 있다. 예를 들어 6G는 자율 주행 차량의 기술 수준을 높여 트래픽을 줄이고 사람이 운전할 때 발생하는 과소비와 비효율성을 감소시킬 수 있다. 농업의 경우, 6G에 연결된 IoT 디바이스가 토양의 상태를 모니터링하고 용수 및 비료 사용을 최적화할 수 있도록 도울 수 있다. 6G가 보편화되면 새로운 지속 가능성 기반 운영의 시대가 열릴 것이다. 

• 미래를 위한 업계 표준: 업계에서는 2024년에 지속 가능성 측정값을 표준화하고자 하며, 여기에는 무선 네트워크의 총 탄소 발자국 측정값이 포함될 것이다. 이러한 표준화를 통해 그린워싱(주: 환경보호와 관련된 이미지를 조작하거나 과장하는 것) 사례를 방지하고 넷제로 달성 속도를 높일 수 있을 것이다. ciokr@idg.co.kr