시범서비스 '큐그라운드' 가동
고성능 양자컴퓨팅 에뮬레이터 기반
적은 메모리로 고속처리 서비스 제공
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자체 개발한 양자컴퓨팅 에뮬레이터 '큐플레이어' 구동을 시연하는 ETRI 연구진. ETRI |
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한국전자통신연구원(ETRI)이 자체 개발한 양자컴퓨팅 에뮬레이터 ‘큐플레이어(QPlayer)'를 이용해 양자회로설계와 프로그램을 검증하는 시범서비스를 운영한다.
이번 시범서비스는 양자컴퓨팅 소프트웨어의 기술력을 실증할 수 있어 양자컴퓨팅 대중화를 한 걸음 앞당기는 의미를 갖는다.
ETRI는 큐플레이어를 연구원 내 사용자를 위해 양자회로설계와 검증에 제공하는 ‘큐그라운드(Qground)’를 지난 12일부터 가동했다.
큐그라운드는 양자-고전 하이브리드 컴퓨팅시스템 기술개발을 최종 목표로 하는 연구개발 단계 중 첫 번째 성과로, 일반인이 양자프로그래밍을 직접 돌려볼 수 있는 툴이다.
ETRI는 2020년부터 ‘양자 큐비트 오류 정정 및 논리 큐비트 제어기술’인 큐플레이어를 개발했다.
이는 고전 컴퓨터에서 양자상태벡터의 변화를 효과적으로 시뮬레이션하기 위해 설계된 것으로, 기존 양자컴퓨팅 에뮬레이터와 달리 양자상태공간의 축소관리기법을 도입해 메모리 요구량을 극적으로 줄이고 운영 성능은 크게 개선한 것이 특징이다.
성능은 기존 슈퍼컴퓨터상의 다중노드 기반 45큐비트 에뮬레이션이나 단일 노드에서 35큐비트 수준 에뮬레이션을 수행하던 IBM의 상용수준을 크게 뛰어넘는 128개 물리 큐비트를 지원한다.
특히 큐플레이어는 양자중첩도가 70% 이내인 알고리즘에서 낮은 메모리 요구량과 고속 실행시간 제공으로 기존 양자컴퓨팅 에뮬레이터보다 높은 성능 우위를 갖는다.
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Qground 시범 서비스에서 최적화 양자 알고리즘과 논리 큐빗 회로 실행 화면. ETRI |
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대표적 응용으로 표면코드 기반 코드거리 3인 논리 큐비트 6개의 동작을 단일 노드에서 에뮬레이션할 수 있다. 이는 적은 컴퓨팅 자원으로 빠르고 효율적인 양자컴퓨팅 실험과 검증이 가능한 것으로, 양자소프트웨어 연구의 중요한 플랫폼으로 자리 잡을 것으로 기대된다.
실제 ETRI의 연구성과는 국제학술지 ‘양자과학과기술’에 게재됐고, 3극 특허를 포함한 국제특허 2건을 출원하며 가치를 인정받았다.
이와 함께 양자 암호화기술 연구 분야에 기반인프라로 활용, 기능과 성능을 입증했다. 이에 따라 ETRI는 양자클라우드 플랫폼기업 메가존클라우드, 양자보안 전문기업 노르마 등과 협력해 규플레이어 상용화 가능성을 모색 중이다.
ETRI는 큐그라운드 서비스를 확대하기 위해 GPU 기반 에뮬레이션과 잡음 모사형 에뮬레이션이 가능한 엔진코어를 추가 도입하고, 양자알고리즘 패턴에 따른 최적 엔진코어 운영정책 선택기술을 큐플레이어에 추가 개발하는 등 사용자 운영환경을 개선할 예정이다.
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