IBM과 일리노이 대학교 어바나-샴페인(UIUC)은 양자 컴퓨팅과 국립슈퍼컴퓨팅응용센터(NCSA)의 인프라를 연계한 ‘하이브리드 연구 파트너십’ 확대한다(사진: UIUC 홈페이지)
초전도 큐비트와 GPU 슈퍼컴퓨터의 결합… 하이브리드 컴퓨팅으로 난제 해결 가속화
[어바나-샴페인] 컴퓨팅의 미래로 불리는 양자 컴퓨터와 현대 과학의 정점인 슈퍼컴퓨터가 마침내 하나의 워크플로우로 묶인다.
현지시간 16일, IBM과 일리노이 대학교 어바나-샴페인(UIUC)은 양자 컴퓨팅과 국립슈퍼컴퓨팅응용센터(NCSA)의 인프라를 연계한 ‘하이브리드 연구 파트너십’ 확대를 공식 발표했다. 이번 협력의 핵심은 IBM의 초전도 기반 양자 프로세서와 NCSA의 최첨단 AI 슈퍼컴퓨터 ‘DeltaAI’를 물리적으로 통합해, 이른바 ‘양자 중심 슈퍼컴퓨팅(Quantum-Centric Supercomputing)’ 시대를 앞당기는 것이다.
■ ‘DeltaAI’와 ‘Heron’의 만남… CPU-GPU-QPU 삼각 편대 구축
이번 파트너십의 주인공은 NCSA가 자랑하는 AI 특화 슈퍼컴퓨터 ‘DeltaAI’다. NVIDIA의 차세대 GH200 그레이스 호퍼(Grace Hopper) 슈퍼칩을 탑재한 DeltaAI는 기존 시스템 대비 AI 연산 능력이 3배 이상 강화된 괴물급 성능을 자랑한다.
IBM은 자사의 최신 초전도 양자 프로세서인 ‘헤론(Heron)’급 시스템을 이 DeltaAI와 클라우드 및 전용 네트워크로 연결한다. 이를 통해 연구자들은 CPU와 GPU(고전 연산), 그리고 QPU(양자 연산)를 단일 워크플로우 안에서 유기적으로 사용하는 하이브리드 아키텍처를 경험하게 된다.
■ 왜 ‘초전도’인가? 확장성과 속도의 승부수
IBM이 고수해 온 ‘초전도 회로’ 방식은 금속을 절대영도에 가깝게 냉각해 저항을 없앤 뒤 미세 전류로 큐비트를 제어하는 기술이다. 타 방식(이온 트랩, 광닉스 등)에 비해 연산 속도가 압도적으로 빠르고 반도체 공정을 활용한 양산이 유리하다는 장점이 있다.
전문가들은 “초전도 방식은 전기 신호 제어 특성상 DeltaAI와 같은 고성능 HPC(고성능 컴퓨팅) 자원과 초고속 데이터를 주고받기에 가장 적합하다”며 “이번 통합이 양자 컴퓨터의 고질적 문제인 ‘오류 정정’과 ‘결맞음 시간’의 한계를 슈퍼컴퓨팅의 지원으로 극복하는 계기가 될 것”이라 분석했다.
■ 신소재부터 기후 변화까지… ‘디스커버리 액셀러레이터’의 진화
두 기관은 2021년 설립된 ‘IBM-일리노이 디스커버리 액셀러레이터 연구소(IIDAI)’의 협력 기간을 2031년까지로 연장했다. 향후 5년간 이들은 다음과 같은 분야에 집중한다.
• 하이브리드 알고리즘: 슈퍼컴퓨터가 방대한 데이터를 전처리하고, 양자 컴퓨터가 복잡한 분자 구조의 확률을 계산하는 새로운 방식의 알고리즘 설계.
• 실전 응용: 탄소 포집을 위한 신소재 개발, 고에너지 물리학 시뮬레이션, 농업 효율화를 위한 AI 시스템 구축.
• 인재 양성: 시카고 양자 거래소(CQE)와 연계하여 양자 및 HPC 통합 환경을 다룰 수 있는 차세대 엔지니어 육성.
■ “양자는 더 이상 실험실의 전유물이 아니다”
IBM과 UIUC의 이번 행보는 양자 컴퓨터를 ‘독립된 실험 장치’가 아닌, 슈퍼컴퓨터의 ‘가속기’처럼 활용하겠다는 실전적 의지를 보여준다. 특히 일리노이주가 추진하는 ‘미국 양자 혁신 센터’ 전략과 맞물려 시카고와 어바나-샴페인을 잇는 거대한 양자 벨트가 형성될 전망이다.
NCSA 관계자는 “DeltaAI와 IBM 양자 시스템의 결합은 인류가 지금까지 풀지 못한 난제에 도전할 수 있는 가장 강력한 도구가 될 것”이라고 밝혔다.
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