2019.12.31

2020년 실제 작동하는 양자컴퓨터가 등장할까?

Tamlin Magee | Computerworld UK
양자컴퓨팅과 관련 분야의 미래는 확실한 부분이 거의 없다. 하지만 한 가지는 확실하다. 정말 파괴적인 혁신을 가져온다는 점이다. 양자 응용 분야에서 일하는 많은 엔지니어가 양자 기술의 잠재력이 가져올 지각 변동 같은 변화를 예측했다. 그러나 이런 사람들조차 양자컴퓨팅이 진짜 실현된 후에 등장할 사례와 애플리케이션은 확신하지 못한다.
 
ⓒGetty Images Bank

2019년 구글 메모가 유출되면서 양자컴퓨팅에 언론의 조명이 집중됐다. 당시 (조금은 시기상조였는지 모르지만)알파벳이 이른바 ‘양자 우월(Quantum Supremacy)’ 실현에 근접한 것이 아닌가 하는 추측과 확신이 있었다. 양자 우월이란 양자컴퓨터가 모든 전통적인 컴퓨팅을 능가하는 순간을 가리킨다.

구글은 양자 분야에 많은 공을 들이고 있다. 이는 경쟁자인 IBM, 아마존, 마이크로소프트도 마찬가지다.

국가 간 경쟁
지정학적 측면에서 양자 분야의 연구는 슈퍼컴퓨팅 ‘군비 경쟁’을 위축시킬 잠재력이 있다. 실제 작동하는 양자컴퓨팅이 구현되면, 국가가 무엇을 개발했든 이를 능가하는 ‘우위’를 준다. 예를 들어, 암호를 무력화시키고 통신을 가로챌 수 있다.

포스트 퀀텀(Post Quantum)을 창업한 앤더슨 쳉은 <컴퓨터월드>에 “장담하지만, 실제 작동하는 첫 번째 양자컴퓨터는 공개되지 않을 것이다. 누가 갖고 있든 ‘우주의 지배자’가 될 것이기 때문이다. 비트코인을 크랙해 지갑을 털어갈 수 있다. 또 영국과 미국 간 모든 통신을 가로챌 수 있다. 이 밖에도 많은 일을 할 수 있다. 이런 기술을 왜 세상에 공개하겠는가? 모든 국가가 이런 ‘정보 우위’를 갈구하고 있다”라고 말했다.

정보 전쟁 및 감시, 대테러, 인터셉션 전문 기업인 TRL을 다국적 우주항공, 방산 기업인 L3에 매각한 쳉은 이런 주장이 과장이 아니라고 믿고 있다. 또 상업적 양자컴퓨터와 정부가 만든 양자컴퓨터를 구분할 필요가 있다고 덧붙였다.

쳉은 “이상하게도 (믿거나 말거나)미국이 이 분야에서 뒤처져 있다. 상업 분야에는 마이크로소프트, 구글, IBM, 인텔이 모두 양자컴퓨터를 개발하고 있다. 또 일부 신생 창업회사들도 독자적으로 양자컴퓨터를 개발하고 있다. 이런 상업 분야에서는 미국이 앞서 있다. 그러나 정부 분야는 그렇지 못하다”라고 지적했다.

도널드 트럼프 미국 대통령이 2018년 말 양자 기술 연구에 12억 달러를 투입하는 법안에 서명한 이유가 여기에 있다. 트럼프 대통령은 당시 국가 수준에서는 캐나다와 호주의 양자 기술 연구가 미국에 앞서 있다고 말했다. 영국도 양자컴퓨팅 개발에 예산을 투입하고 있다. 영국은 양자 암호키 분배 분야에도 투자하기 시작했다. 

쳉에 따르면, 현재 양자컴퓨팅에 관한 투자 대부분은 하드웨어와 관련이 있다. “영국은 아직 다른 국가를 따라가는 수준이다. 양자 기술에 공을 들이는 국가들은 많다. 가장 많이 언급되는 국가는 아마 중국일 것이다. 중국은 앞선 기술을 보유하고 있다. 상업 분야에서는 앞서 있지 않지만, 정부 분야에서는 아주 많이 앞서 있다. 양자컴퓨팅에 공을 들인지 10년이 넘었다. 비판적으로 접근하는 사람들은 상업성을 가진 양자컴퓨터 구현에 10~20년이 소요될 수 있다고 주장한다. 그러나 정부 분야의 경우, 일부 전문가들은 5년 이내에 실제 작동하는 양자컴퓨팅이 구현될 것으로 내다보고 있다”라고 쳉은 이야기했다. 

정부 주도 
정부 분야의 양자컴퓨팅에 관한 우려의 시각도 많다. 상업 분야와 다르게, 정부는 양자컴퓨터를 여러 대 모아 대규모로 구현한 후 어딘가 숨겨 놓을 수 있다. 그리고 누군가가 암호를 깨기 시작할 수 있다. 쳉은 “비판적으로 접근하는 사람들의 주장이 틀렸다고 생각한다. 이들은 상업적인 양자컴퓨터, 판매가 가능한 양자컴퓨터, 헤지펀드가 수익을 목적으로 시장 분석에 사용할 양자컴퓨터에 대해 이야기를 하고 있다. 그러나 사이버보안 분야의 양자컴퓨팅은 다르다. 이는 작동하는 엔진을 의미한다”라고 밝혔다.

그는 현재 시판되는 상업화된 전기자동차와 비교하면서, 전기자동차가 실현된 것은 훨씬 더 오래전의 일이라고 강조했다. 이는 상업적으로 생존력을 갖춘 단계가 아닌 실현된 단계를 의미한다. 이런 실현 단계만으로도 국제 무대에서 사건들을 뒤엎을 수 있다.

최근 탈레스(Thales)도 유사한 주장을 내놨다. 그러면서 양자 우위에 도달한 적대 세력이 사실상 모든 것을 깨뜨릴 수도 있다고 경고했다. 

이는 미국 NIST(National Institute of Standard and Technology)가 ‘양자 저항 암호 알고리즘’ 연구를 주도하도록 만든 이유 중 하나다. 그러나 양자 저항 퍼블릭 키 암호 알고리즘 표준 초안 구현에 몇 년이 소요될 전망이다.

양자 이후 암호화는 일반적인 양자컴퓨팅과 비교했을 때, 대형 기술 기업에서 중기 로드맵으로 치중된 경향이 있다.

브리스톨 대학(Bristol University)에서 운영하는 QTEC 양자 가속기 개발을 주도하고 있는 기업가들인 유리 앤더슨과 클라우디오 마리넬리도 양자 기술 개발은 국가적 관점에서 아주 중요한 문제라는 점에 동의했다.

앤더슨은 “주권 국가의 역량 개발 측면에서 아주 중요하다고 생각한다. 또한 이는 ‘공급사슬’ 문제이기도 하다. 특정 국가가 양자 생산 역량을 개발한 경우, 다른 국가가 이를 사용하는 것을 막을 수도 있기 때문이다”라고 말했다.

센서, 애플리케이션 '동반 성장'
2020년에도 통신과 양자 센서 분야 등을 포함, 새로운 발전상이 계속될 전망이다.

앤더슨은 “양자 센서가 석유 가스 설비를 모니터링하는 날이 올 것이다. 통신 분야에도 새로운 발전상이 있을 것이다. 본격 배치되기까지 몇 년이 소요될 수 있다. 그러나 중요한 제품들이 일부 개발되고 있다.

양자컴퓨팅도 계속 발전할 것이다. 구글이 큰 발표를 하고, 다른 많은 컴퓨팅 회사들이 그 뒤를 따라 기술을 발표할 것이다. 앞으로 몇 년 이내에 양자컴퓨팅과 관련된 유용한 애플리케이션(응용 분야)이 등장할 것으로 내다본다”라고 말했다.

영국은 실리콘밸리를 계속 따라가는 것이 도전과제가 될 전망이다. 또 신생 창업 회사에 대대적으로 투자할 것이다. 그러나 브렉시트 이후의 영국이 직면할 장애물도 있다. 예를 들어, 다른 국가에서 인재를 유지하지 못하는 문제이다. 그러나 마리넬리는 “영국의 입지는 탄탄하다. 필요한 전문가를 육성하는 것에 있어서는 선두 주자 중 하나다”라고 덧붙였다.

영국의 양자 기술 분야 신생 창업 회사들이 직면한 중요한 도전과제 중 하나는 양자 기술은 ‘심층 기술’이기 때문에 과학적 개념을 비즈니스 세계에 실현하기 어렵다는 것이다. 이는 이 분야에 종사하는 많은 사람에게 아주 큰 도전과제다.

앤더슨과 마리넬리는 양자 연구의 인접 분야에 더 많은 관심을 기울일 필요가 있다고 강조했다.

앤더슨은 “양자 기술에서 간과되고 있는 분야 중 하나가 센서다. 컴퓨팅에만 초점이 맞춰져 있다. 사람들의 관심을 끌고, 헤드라인을 장식할 수 있는 분야기 때문이다. 그러나 그 아래 분야인 센서에 진짜 애플리케이션이 존재한다. 메탄 감지, 차세대 의료 영상 등을 예로 들 수 있다. 관심을 덜 끌겠지만, 실제 생활에 더 가깝고, 가까운 장래에 실현할 수 있는 응용 분야다”라고 말했다.

마리넬리는 “이런 기술 중 일부는 양자를 기술 구현 요소로 사용하지만, 전혀 다른 시장의 애플리케이션으로 구현된다. 이에 사람들이 양자 기술을 목표로 한 돌파구적 발견 덕분에 이런 애플리케이션이 실현된다는 점을 깨닫지 못하는 문제가 있다. 이것이 위험 요소다. 유리가 지적했듯, 양자 센서와 관련된 연구 및 활동들이 조금 간과되는 경향이 있다”라고 전했다. ciokr@idg.co.kr
 



2019.12.31

2020년 실제 작동하는 양자컴퓨터가 등장할까?

Tamlin Magee | Computerworld UK
양자컴퓨팅과 관련 분야의 미래는 확실한 부분이 거의 없다. 하지만 한 가지는 확실하다. 정말 파괴적인 혁신을 가져온다는 점이다. 양자 응용 분야에서 일하는 많은 엔지니어가 양자 기술의 잠재력이 가져올 지각 변동 같은 변화를 예측했다. 그러나 이런 사람들조차 양자컴퓨팅이 진짜 실현된 후에 등장할 사례와 애플리케이션은 확신하지 못한다.
 
ⓒGetty Images Bank

2019년 구글 메모가 유출되면서 양자컴퓨팅에 언론의 조명이 집중됐다. 당시 (조금은 시기상조였는지 모르지만)알파벳이 이른바 ‘양자 우월(Quantum Supremacy)’ 실현에 근접한 것이 아닌가 하는 추측과 확신이 있었다. 양자 우월이란 양자컴퓨터가 모든 전통적인 컴퓨팅을 능가하는 순간을 가리킨다.

구글은 양자 분야에 많은 공을 들이고 있다. 이는 경쟁자인 IBM, 아마존, 마이크로소프트도 마찬가지다.

국가 간 경쟁
지정학적 측면에서 양자 분야의 연구는 슈퍼컴퓨팅 ‘군비 경쟁’을 위축시킬 잠재력이 있다. 실제 작동하는 양자컴퓨팅이 구현되면, 국가가 무엇을 개발했든 이를 능가하는 ‘우위’를 준다. 예를 들어, 암호를 무력화시키고 통신을 가로챌 수 있다.

포스트 퀀텀(Post Quantum)을 창업한 앤더슨 쳉은 <컴퓨터월드>에 “장담하지만, 실제 작동하는 첫 번째 양자컴퓨터는 공개되지 않을 것이다. 누가 갖고 있든 ‘우주의 지배자’가 될 것이기 때문이다. 비트코인을 크랙해 지갑을 털어갈 수 있다. 또 영국과 미국 간 모든 통신을 가로챌 수 있다. 이 밖에도 많은 일을 할 수 있다. 이런 기술을 왜 세상에 공개하겠는가? 모든 국가가 이런 ‘정보 우위’를 갈구하고 있다”라고 말했다.

정보 전쟁 및 감시, 대테러, 인터셉션 전문 기업인 TRL을 다국적 우주항공, 방산 기업인 L3에 매각한 쳉은 이런 주장이 과장이 아니라고 믿고 있다. 또 상업적 양자컴퓨터와 정부가 만든 양자컴퓨터를 구분할 필요가 있다고 덧붙였다.

쳉은 “이상하게도 (믿거나 말거나)미국이 이 분야에서 뒤처져 있다. 상업 분야에는 마이크로소프트, 구글, IBM, 인텔이 모두 양자컴퓨터를 개발하고 있다. 또 일부 신생 창업회사들도 독자적으로 양자컴퓨터를 개발하고 있다. 이런 상업 분야에서는 미국이 앞서 있다. 그러나 정부 분야는 그렇지 못하다”라고 지적했다.

도널드 트럼프 미국 대통령이 2018년 말 양자 기술 연구에 12억 달러를 투입하는 법안에 서명한 이유가 여기에 있다. 트럼프 대통령은 당시 국가 수준에서는 캐나다와 호주의 양자 기술 연구가 미국에 앞서 있다고 말했다. 영국도 양자컴퓨팅 개발에 예산을 투입하고 있다. 영국은 양자 암호키 분배 분야에도 투자하기 시작했다. 

쳉에 따르면, 현재 양자컴퓨팅에 관한 투자 대부분은 하드웨어와 관련이 있다. “영국은 아직 다른 국가를 따라가는 수준이다. 양자 기술에 공을 들이는 국가들은 많다. 가장 많이 언급되는 국가는 아마 중국일 것이다. 중국은 앞선 기술을 보유하고 있다. 상업 분야에서는 앞서 있지 않지만, 정부 분야에서는 아주 많이 앞서 있다. 양자컴퓨팅에 공을 들인지 10년이 넘었다. 비판적으로 접근하는 사람들은 상업성을 가진 양자컴퓨터 구현에 10~20년이 소요될 수 있다고 주장한다. 그러나 정부 분야의 경우, 일부 전문가들은 5년 이내에 실제 작동하는 양자컴퓨팅이 구현될 것으로 내다보고 있다”라고 쳉은 이야기했다. 

정부 주도 
정부 분야의 양자컴퓨팅에 관한 우려의 시각도 많다. 상업 분야와 다르게, 정부는 양자컴퓨터를 여러 대 모아 대규모로 구현한 후 어딘가 숨겨 놓을 수 있다. 그리고 누군가가 암호를 깨기 시작할 수 있다. 쳉은 “비판적으로 접근하는 사람들의 주장이 틀렸다고 생각한다. 이들은 상업적인 양자컴퓨터, 판매가 가능한 양자컴퓨터, 헤지펀드가 수익을 목적으로 시장 분석에 사용할 양자컴퓨터에 대해 이야기를 하고 있다. 그러나 사이버보안 분야의 양자컴퓨팅은 다르다. 이는 작동하는 엔진을 의미한다”라고 밝혔다.

그는 현재 시판되는 상업화된 전기자동차와 비교하면서, 전기자동차가 실현된 것은 훨씬 더 오래전의 일이라고 강조했다. 이는 상업적으로 생존력을 갖춘 단계가 아닌 실현된 단계를 의미한다. 이런 실현 단계만으로도 국제 무대에서 사건들을 뒤엎을 수 있다.

최근 탈레스(Thales)도 유사한 주장을 내놨다. 그러면서 양자 우위에 도달한 적대 세력이 사실상 모든 것을 깨뜨릴 수도 있다고 경고했다. 

이는 미국 NIST(National Institute of Standard and Technology)가 ‘양자 저항 암호 알고리즘’ 연구를 주도하도록 만든 이유 중 하나다. 그러나 양자 저항 퍼블릭 키 암호 알고리즘 표준 초안 구현에 몇 년이 소요될 전망이다.

양자 이후 암호화는 일반적인 양자컴퓨팅과 비교했을 때, 대형 기술 기업에서 중기 로드맵으로 치중된 경향이 있다.

브리스톨 대학(Bristol University)에서 운영하는 QTEC 양자 가속기 개발을 주도하고 있는 기업가들인 유리 앤더슨과 클라우디오 마리넬리도 양자 기술 개발은 국가적 관점에서 아주 중요한 문제라는 점에 동의했다.

앤더슨은 “주권 국가의 역량 개발 측면에서 아주 중요하다고 생각한다. 또한 이는 ‘공급사슬’ 문제이기도 하다. 특정 국가가 양자 생산 역량을 개발한 경우, 다른 국가가 이를 사용하는 것을 막을 수도 있기 때문이다”라고 말했다.

센서, 애플리케이션 '동반 성장'
2020년에도 통신과 양자 센서 분야 등을 포함, 새로운 발전상이 계속될 전망이다.

앤더슨은 “양자 센서가 석유 가스 설비를 모니터링하는 날이 올 것이다. 통신 분야에도 새로운 발전상이 있을 것이다. 본격 배치되기까지 몇 년이 소요될 수 있다. 그러나 중요한 제품들이 일부 개발되고 있다.

양자컴퓨팅도 계속 발전할 것이다. 구글이 큰 발표를 하고, 다른 많은 컴퓨팅 회사들이 그 뒤를 따라 기술을 발표할 것이다. 앞으로 몇 년 이내에 양자컴퓨팅과 관련된 유용한 애플리케이션(응용 분야)이 등장할 것으로 내다본다”라고 말했다.

영국은 실리콘밸리를 계속 따라가는 것이 도전과제가 될 전망이다. 또 신생 창업 회사에 대대적으로 투자할 것이다. 그러나 브렉시트 이후의 영국이 직면할 장애물도 있다. 예를 들어, 다른 국가에서 인재를 유지하지 못하는 문제이다. 그러나 마리넬리는 “영국의 입지는 탄탄하다. 필요한 전문가를 육성하는 것에 있어서는 선두 주자 중 하나다”라고 덧붙였다.

영국의 양자 기술 분야 신생 창업 회사들이 직면한 중요한 도전과제 중 하나는 양자 기술은 ‘심층 기술’이기 때문에 과학적 개념을 비즈니스 세계에 실현하기 어렵다는 것이다. 이는 이 분야에 종사하는 많은 사람에게 아주 큰 도전과제다.

앤더슨과 마리넬리는 양자 연구의 인접 분야에 더 많은 관심을 기울일 필요가 있다고 강조했다.

앤더슨은 “양자 기술에서 간과되고 있는 분야 중 하나가 센서다. 컴퓨팅에만 초점이 맞춰져 있다. 사람들의 관심을 끌고, 헤드라인을 장식할 수 있는 분야기 때문이다. 그러나 그 아래 분야인 센서에 진짜 애플리케이션이 존재한다. 메탄 감지, 차세대 의료 영상 등을 예로 들 수 있다. 관심을 덜 끌겠지만, 실제 생활에 더 가깝고, 가까운 장래에 실현할 수 있는 응용 분야다”라고 말했다.

마리넬리는 “이런 기술 중 일부는 양자를 기술 구현 요소로 사용하지만, 전혀 다른 시장의 애플리케이션으로 구현된다. 이에 사람들이 양자 기술을 목표로 한 돌파구적 발견 덕분에 이런 애플리케이션이 실현된다는 점을 깨닫지 못하는 문제가 있다. 이것이 위험 요소다. 유리가 지적했듯, 양자 센서와 관련된 연구 및 활동들이 조금 간과되는 경향이 있다”라고 전했다. ciokr@idg.co.kr
 

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