KISTI, NVIDIA·IonQ와 ‘양자-HPC 하이브리드’ 인프라 구축

[충청뉴스 이성현 기자] 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 엔비디아(NVIDIA) 및 아이온큐(IonQ)와 ‘양자-고성능컴퓨팅(HPC) 하이브리드 컴퓨팅 기술 협력 및 생태계 활성화를 위한 3자 업무협약’을 체결했다고 19일 밝혔다.

이들은 KISTI에 설치될 IonQ의 차세대 양자컴퓨터 ‘템포(Tempo)’와 올 하반기 가동 예정인 국가 슈퍼컴퓨터 6호기 ‘한강(HANGANG)’을 물리적으로 연동해 세계 최고 수준의 ‘양자-HPC 하이브리드 계산 환경’을 구축하는 데 힘을 모으기로 했다.

특히 이번 협력은 단순한 인프라 연동을 넘어 난제 해결을 위한 복잡한 알고리즘을 슈퍼컴퓨터에서 시뮬레이션하고 이를 실제 양자 하드웨어에 최적화해 실행하는 통합 플랫폼 구현을 목표로 한다. 주요 협력 내용은 다음과 같다.

이번 협력은 글로벌 양자 패권 경쟁 속에서 한국의 기술적 위상을 한 단계 끌어올리는 중요한 분기점이 될 것으로 기대된다.

그동안 양자컴퓨팅과 슈퍼컴퓨팅은 각각 독립적인 영역에서 발전해 왔으나, 최근 글로벌 기술 트렌드는 두 시스템의 장점을 결합하는 ‘하이브리드 모델’로 급격히 전환되고 있다.

이번 3자 협력을 통해 한국은 고성능 그래픽처리장치(GPU) 기반 슈퍼컴퓨터와 상용 이온트랩 양자컴퓨터를 직접 연동하는 실증 사례를 확보하게 되며 이는 한국이 글로벌 양자 하이브리드 컴퓨팅 기술의 표준을 선도하는 국가로 자리매김하는 계기가 될 전망이다.

협력 기관인 NVIDIA와 IonQ는 각 분야의 세계 최고 기술력을 바탕으로 KISTI의 인프라 구축을 전폭적으로 지원한다.

NVIDIA는 자사의 양자-HPC 통합 플랫폼인 ‘쿠다 큐(CUDA-Q)’를 중심으로 소프트웨어 스택을 제공해 양자 알고리즘의 고속 시뮬레이션과 실제 양자 하드웨어와의 실시간 연동을 지원한다.

특히 NVIDIA의 최신 GPU 가속 기술을 기반으로 한 ‘엔브이큐링크(NVQLink)’는 양자 프로세서를 최신 NVIDIA 가속 컴퓨팅과 통합할 수 있는 기능을 제공해 양자 오류 정정(QEC) 속도를 비약적으로 향상시킨다.

IonQ는 100큐비트 차세대 이온트랩 양자컴퓨터 ‘템포’를 제공한다. ‘템포’는 바륨 이온 기술을 적용해 높은 충실도와 긴 결맞음 시간을 자랑하며 64 알고리즘 큐비트(#AQ*64) 성능을 목표로 설계돼 실제 산업적 난제 해결에 근접한 계산 성능을 제공한다.

이번 협력을 통해 KISTI는 국가 초고성능컴퓨팅센터로서 축적해 온 HPC 인프라 운영 노하우와 NVIDIA의 가속 컴퓨팅 기술, IonQ의 고성능 양자 하드웨어를 결합하게 된다.

이를 바탕으로 국내 연구자들은 세계적 수준의 양자-HPC 하이브리드 환경에서 신약 개발, 신소재 연구, 금융 최적화 등 복잡한 난제들을 해결할 수 있는 실증적인 연구 인프라를 제공받게 될 전망이다.

또 ‘과학기술×AI’를 활용해 과학기술 혁신 가속화와 국가적 미션 해결을 목표로 하는 정부의 ‘K-문샷 추진전략’을 실질적으로 뒷받침하는 중요한 발판이 될 것으로 기대된다.

이식 원장은 “이번 3자 협력은 글로벌 양자-HPC 통합 기술 트렌드를 선도하고, 국내 연구자들에게 세계 최고 수준의 컴퓨팅 환경을 제공하기 위한 중대한 전환점이 될 것”이라며 “국가 슈퍼컴퓨터 6호기 ‘한강’과 양자컴퓨터 ‘템포’의 시너지를 극대화해 한국이 글로벌 양자 경제 시대의 핵심 허브로 도약할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다.