[이데일리 강민구 기자] 인공지능(AI) 발전 속 폭증하는 데이터 처리와 전력 수급, 연산 방식의 한계를 극복할 수단으로 양자기술이 대두되고 있다. 양자알고리즘을 적용해 기존에 보지 못하던 세계를 탐구하는가 하면 고성능 컴퓨터(슈퍼컴퓨터)와 연계해 새로운 컴퓨팅 수단으로 양자컴퓨터를 활용하는 등 신약 개발·신소재·국방·보안 등 주요 분야에서 새로운 가능성을 찾는 연구가 본격화되고 있다.

24일 서울 드래곤시티한라홀에서 열린 ‘2026 IITP Tech & Future Insight Concert’에서 글로벌 양자 선도 기업 관계자들은 이같이 양자와 인공지능(AI)의 융복합을 통한 산업적 가치에 대해 강조했다.

구혁채 과학기술정보통신부 1차관은 “양자인공지능(퀀텀AI)는 디지털 컴퓨팅의 한계를 보완하고 AI의 활용 범위를 확장할 수 있는 글로벌 기술패권 경쟁의 게임체인저”라며 “양자는 국가적으로도 필요한 전략기술로 AI 확산의 걸림돌인 에너지 수급, 데이터 확보에서 역할을 하고, AI와 양자를 융합해 난제를 풀거나 양자 오류를 줄이는 등 상호보완 역할을 할 수 있다”고 설명했다.

과학기술정보통신부, 정보통신기획평가원, 미래양자융합포럼이 24일 서울 드래곤시티호텔에서 '2026 IITP Tech & Future Insight Concert' 를 개최했다.(사진=과학기술정보통신부 이영규)

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AI와 고성능컴퓨터 양자컴 연계 시도

이날 전문가들에 따르면 양자AI는 양자 기계학습(QML) 기반으로 적용되며 AI 시장의 한계를 보완할 가능성을 보여주기 시작했다. 김유석 콴델라코리아 대표는 “양자컴은 노트북처럼 판매하는 시장이 아니라 현재까지 개발된 양자컴을 AI에 적용해서 AI가 더 잘하게 하거나 AI의 도움을 받아서 양자 오류를 정정하는 쪽으로 적용되고 있다”며 “향후 기후나 헬스케어, 물류, 사이버 보안 같은 데 적용될 가능성이 높다”고 설명했다.

특히 양자컴의 핵심인 양자프로세서(QPU)는 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU)와 맞물려 기능하며 AI 컴퓨팅의 병목현상인 전력, 계산 효율성에서 역할을 확대하고 있다. 특히 최적화, 양자 시뮬레이션, 머신러닝 부분에서 강점을 보이면서 양자알고리즘도 개발이 본격화되고 있는 추세다.

이우준 파스칼코리아 책임연구원은 “파스칼은 양자컴과 고성능컴을 결합해 자원을 활용하고 있다”며 “양자컴퓨터는 느리지만 기존 컴퓨터가 풀지 못하는 난제를 풀기 위해 중요한 단계는 양자프로세서에 넘겨 훨씬 낮은 전력 소모를 하면서도 연산 속도, 표현력, 정확도를 높인다”고 말했다.

양자 이득 원년···상업화 도전 시작

양자 상업화의 핵심 지표인 양자 이득을 달성하기 위해 올해를 원년으로 상업화를 본격화도 이뤄지고 있다. 기존 컴퓨팅의 한계를 극복한 양자컴을 통해 금융·바이오·에너지 등 실제 산업현장에서 가능성이 있다는 연구 결과도 나오고 있다.

표창희 IBM 상무는 “IBM은 2026년은 양자 우위 실증의 해로 보고 단순 계산을 넘어 기존 대비 속도, 비용, 정확도 측면서 명확하고 검증 가능한 우위인 ‘양자 이득’ 실증을 본격화하고, 오는 2029년 대규모 오류 내성 양자컴퓨터 제공을 목표로 나아가고 있다”고 설명했다.

실제 IBM은 HSBC와 하이브리드 양자 알고리즘을 활용해 회사채 관련 거래 체결 확률 예측을 연구한 결과, 최대 34%의 성능 향상을 확인했다. 또 보잉과 협력해 양자 모델링을 통해 재료 열화에 대한 해결책도 찾았다.

특히 고성능컴퓨터와 양자컴을 연결한 하이브리드 방식 양자컴을 구축해 실질적인 성과도 나오고 있다. 표 상무는 “기존 오류에 내성이 있는 양자컴이 준비되더라도 단백질 분자 구조에 수백만 큐비트 컴퓨터와 2주 동안의 실험이 필요한 연구를 일본이화학연구소(RIKEN)과 협력해 구축한 하이브리드 컴퓨터로 단 2시간 만에 해결해 신약 개발 등에 활용할 가능성을 제시했다”고 밝혔다.