김재수(왼쪽 세번째) KISTI 원장과 크리스티안 위드브룩 자나두 CEO가 업무협약서를 들어 보이고 있다.[KISTI 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 캐나다의 광기반 양자컴퓨팅 관련 세계적 기업 자나두(Xanadu)와 양자컴퓨팅 연구를 위해 힘을 모은다.

한국과학기술정보연구원(KISTI)은 캐나다 양자컴퓨팅 기업 ‘자나두’와 양자컴퓨팅 공동연구와 기술개발 협력을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다.

자나두는 미국 구글과 중국 USTC에 이어 세계에서 3번째로 양자 우위 양자우위(Quantum Advantage)를 달성한 양자컴퓨팅 하드웨어 선두 기업이다.

자나두가 자체 개발한 오픈소스 소프트웨어 페니레인(PennyLane)은 양자컴퓨팅, 양자 기계학습, 양자화학 등의 다양한 응용분야의 소프트웨어 라이브러리를 제공하며, 전 세계적으로 페니레인 활용 커뮤니티가 점점 커지고 있다.

KISTI는 지난해 6월부터 시작한 국가 플래그십 프로젝트인 초전도 기반 50큐비트급 풀 스택 양자컴퓨터 개발사업(양자컴퓨팅연구인프라구축사업)의 한 축을 담당하여 슈퍼컴퓨팅에서 사용 가능한 양자회로 병렬연산 에뮬레이터 및 클라우드 기반의 양자컴퓨터 서비스 프레임워크 SW 스택을 개발하고 진행하고 있다. 또한 양자컴퓨팅 기술개발사업에 참여해 초고성능컴퓨팅 자원을 활용하여 다양한 양자정보 응용연구를 수행해 오고 있으며, 최근 고전-양자 하이브리드 소프트웨어 인터페이스 개발 연구에도 참여하고 있다.

이번 업무협약을 통해 양 기관이 보유한 양자컴퓨팅과 슈퍼컴퓨팅 분야의 전문성을 바탕으로 새로운 형태의 양자-고전 하이브리드 연구 생태계를 구축할 계획이다. 또한, 양자컴퓨팅 분야 뿐 아니라 양자 기술의 전반적인 응용 분야에서도 긴밀하게 공동연구를 진행하고 전문 인력교류 등 상호발전을 도모하기 위해 지속적인 협력을 진행할 계획이다.

지난 수년 간 양자컴퓨팅 하드웨어 성능은 괄목할만한 발전을 이루었으나, 여전히 양자기술의 실용성 검증에 활용하기에 성능이 부족하며, 외부 연구자가 활용하기에도 접근이 용이하지 않다. 해외에서는 양자컴퓨팅 하드웨어 개발 뿐 아니라 초고성능컴퓨팅 인프라를 활용한 양자기술 연구개발도 꾸준히 진행되고 있다. KISTI는 슈퍼컴퓨터의 핵심 활용기술 중 하나인 분산병렬처리 기술에 대한 전문성을 바탕으로 자나두의 양자회로 프로그램 소프트웨어인 페니레인에 해당 기술을 적용하는 연구 개발을 수행하고 있다. 이를 통해 국내 연구자들이 슈퍼컴퓨터를 통해 편리하게 사용할 수 있는 양자회로 개발 SW를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

현재 양자컴퓨터 글로벌 기업들은 양자컴퓨터 하드웨어를 클라우드 방식으로 외부 사용자들에게 제공하고 있다. KISTI도 국내에서 개발 중인 50큐비트 초전도 기반 양자컴퓨터를 외부 사용자들이 손쉽게 사용할 수 있는 환경을 제공하기 위해 양자컴퓨터 서비스 프레임워크 소프트웨어를 개발하고 있다. 자나두는 이미 자체 개발한 클라우드 솔루션을 통해 자신들의 광(光) 기반 양자컴퓨터를 외부 사용자에게 제공하고 있으며, 이러한 기술개발 경험은 국내에서 처음으로 양자컴퓨팅 서비스 환경을 개발 중인 KISTI에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

나탄 킬로란 자나두 CTO는 “페니레인이 한국 최초의 양자-고전 하이브리드 인프라의 기반 도구로 활용될 수 있게 되어 기대가 되며, 한국 연구자들이 자나두의 소프트웨어 도구를 사용함으로써 양자 연구를 가속화할 수 있길 희망하며 지속적인 지원하겠다”고 말했다

류훈 KISTI 박사는 “최근 정부에서 강조하고 있는 국제공동연구를 통해 아직은 생소한 국내 양자컴퓨팅 SW 스택 및 서비스 플랫폼 연구개발의 수준을 구체적으로 높일 수 있는 기회” 라며 “병렬처리기술을 적용한 양자 에뮬레이터 SW를 KISTI 슈퍼컴퓨터와) 양자컴퓨팅 서비스 프레임워크에 탑재해 2025년 상반기부터 시범적으로 서비스를 오픈할 계획이며 이를 통해 국내 양자정보응용연구 생태계 조성에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.