실리콘밸리 기업들이 지금 컴퓨터보다 수천배나 빠른 '퀀텀 컴퓨팅(Quantum Computing)'에 투자를 아끼지 않고 있다.
최근 인텔이 네덜란드 기술 명문 델프트 공과 대학교(Delft University of Technology) 및 네덜란드 주요 기술 연구기관들과 함께 향후 10년간 '퀀텀 컴퓨팅'분야를 연구한다고 발표했다.
퀀텀 컴퓨팅은 양자컴퓨터공학이라고도 하는데, 원자의 양자 역학 원리를 응용하여 방대한 용량의 데이타를 초병렬적으로 동시에 계산하는 슈퍼 컴퓨터를 말한다.
따라서 빅 데이터 시대에 필수적으로 수반되어야 할 컴퓨팅인 셈이다.
따라서 인텔만 이 분야에 관심을 쏟는 것이 아니다. 구글은 2013년 5월에 NASA와 함께 퀀텀 컴퓨팅 분야의 가장 유망한 기업으로 꼽히는 디 웨이브(D-wave)사의 양자 컴퓨터를 도입한 연구소를 운영하고 있다.
구글의 기본 전략과 미션은 전세계의 정보(지식)를 정리하고 이를 모든 사람들에게 접근 및 활용이 가능하도록 해주는 것이다. 구글의 대소비자(B2C) 무료 전략인 구글포토, 구글 플레이, 지메일, 검색 등의 서비스를 제공한다. 그 대신 고객의 정보, 행동, 활동 등을 클라우드 빅데이터에 모아, 인공지능과 기계학습이란 툴을 바탕으로, 데이터마이닝을 통해 패턴을 찾아내고 이를 바탕으로 고객에게 맞는 최적의 지식을 제공하는 것이다. 이를 최적화하기 위해 양자컴퓨팅을 도입한 것이다
미국 최대 방위산업체 록히드 마틴(Lockheed Martin) 또한 D-wave사의 컴퓨터를 2011년 구입한 바 있다. IBM도 슈퍼 컴퓨터 왓슨(Watson) 개발과 함께 퀀텀 컴퓨팅에 엄청난 투자를 아끼지 않고 있다.
그렇다면 왜 퀀텀 컴퓨팅일까? 이는 무어의 법칙이 이제 물리적 한계에 봉착했기 때문이다.
양자컴퓨팅 아이디어는 1982년에 천재물리학자이자 나노기술의 아버지 리처드 파인만(Richard Feynman)에 의해 처음 제안됐다. 양자컴퓨터는 양자역학의 중첩현상과 얽힘현상을 활용한다. 기존 컴퓨터에서 정보의 기본단위인 비트의 상태는 0 아니면 1이다.
그러나 양자비트 또는 큐비트(qubit) 라 불리는 양자정보의 기본단위는 0 과 1 두개의 상태를 동시에 가질 수 있다. 중첩현상이 발생하기 때문이다. 또한 두개의 큐비트는 4개의 상태 (00, 01, 10, 11) 를 동시에 공유한다. 얽힘 현상이 나타난 까닭이다. 3 큐비트가 얽힐 때는 8 개, 4 큐비트는 16 개의 상태를 동시에 갖는다. 이와 같이 양자컴퓨터는 동시에 여러 개의 상태에 있을 수 있고, 동시에 모든 상태에 작용할 수 있기 때문에 기존 컴퓨터와는 달리 단지 한 개의 처리장치로 동시에 수많은 계산을 별도로 수행할 수 있다.
따라서 기존의 0과 1을 번갈아 선택하는 이진법적인 트랜지스터 기반 컴퓨팅 방식을 버리고 여러 컴퓨터가 0과 1이 동시에 반응하여 연산하게 하는 컴퓨팅이 필요한 것이다. 컴퓨팅의 속도가 비트가 아니라 큐빗(qubit)으로 측정되는 시대가 오게 되는 것이다.
한편 업계 전문가들은 퀀텀 컴퓨팅의 개념이 도입된지는 오래되었지만 실리콘밸리 주요 기업들이 지난 5년간 집중적으로 연구에 나서면서 비약적으로 발전했다고 평가했다
앞으로 약 5년이나 10년 후에는 지금보다 더 새로운 퀀텀 컴퓨팅의 시대가 도래 할 것으로 전망된다.
[김들풀 기자 itnews@itnews.or.kr]
