연세대, 차세대 양자 연산·산업 활용 동시 확대

연세대 양자사업단이 오는 11월 인천 송도국제캠퍼스의 IBM 양자컴퓨터 핵심 연산장치인 양자처리장치(QPU)를 차세대 나이트호크 프로세서로 교체한다. 현재 나이트호크 기반 시스템은 IBM 마이애미에만 설치돼 있어 계획대로 구축되면 연세대가 세계 두 번째 운영 기관이 된다. 같은 시기 기업의 양자컴퓨팅 활용을 지원하는 Q-브리지 플랫폼도 가동한다.

나이트호크는 큐비트 하나가 인접한 4개 큐비트와 직접 연결되는 격자 구조를 채택했다. 큐비트당 평균 2.5개가 연결된 기존 이글 프로세서보다 추가 연산인 스와프 게이트를 줄여 오류 누적을 억제할 수 있다. 이를 통해 동일한 오류 수준에서 약 40% 많은 연산을 수행할 수 있으며, 복잡한 계산에 필요한 연산 과정도 한층 효율화된다.

연세대는 일본 이화학연구소의 슈퍼컴퓨터 후가쿠와 IBM 양자컴퓨터를 연계해 난치성 유전 질환인 리 증후군을 연구하고 있다. 후가쿠만 사용하면 48년이 필요한 계산에서 양자컴퓨터가 핵심 후보군을 추리고 1차 계산을 담당하면 처리 기간을 며칠로 단축할 수 있다. 첫 계산 결과는 이달 중 확인하며, 이후 이화학연구소와 다음 연산 작업을 협의한다. 영국 케임브리지대와는 신약·줄기세포·인공지능 연구 조직을 양측 캠퍼스에 두는 공동 프로젝트도 추진한다.

11월 초 서비스를 시작할 Q-브리지는 데이터와 알고리즘, 컴퓨팅 자원을 결합한 양자·고전 융합 플랫폼이다. 기업이 현장의 문제와 데이터를 입력하면 적합한 알고리즘과 양자·고전컴퓨터의 역할 배분을 지원받아 연구와 실증을 진행할 수 있다. 사업단은 여기서 확보한 산업별 활용 사례와 알고리즘을 Q-라이브러리에 축적해 유사한 문제에 재활용할 계획이다. 2029년 오류 정정형 대규모 양자 시스템 구축 전망에 맞춰 현 단계에서 실사용 경험을 넓히는 것이 사업단의 핵심 과제다.