IBM은 미국 국방고등연구계획국(DARPA)이 양자 벤치마킹 이니셔티브(QBI)의 세 번째 단계인 C단계 사업자로 IBM을 선정했다고 발표했습니다. DARPA는 2024년에 QBI를 시작하여 2033년까지 산업적으로 유용한 내결함성 양자 컴퓨터를 개발할 수 있는지 여부를 평가하고 있으며, 이러한 시스템을 계산 가치가 비용을 초과하는 시스템으로 정의합니다. C단계에서 DARPA의 독립 검증 및 확인(IV&V) 팀은 IBM의 하드웨어, 기술, 시스템 엔지니어링 및 아키텍처를 실제 구현 단계에서 테스트하여 IBM이 내결함성 양자 컴퓨터를 구축할 수 있는지 여부를 판단합니다.
IBM은 DARPA가 같은 날 C단계로 진입시킨 네 회사 중 하나로, 중성 원자 배열을 사용하는 Atom Computing, 실리콘 스핀 큐비트를 사용하는 Diraq , 그리고 트랩 이온을 사용하는 IonQ와 함께 이름을 올렸습니다. 마이크로소프트와 PsiQuantum은 QBI의 전신인 US2QC 시범 프로그램을 통해 이미 C단계에 진입했으며, 이로써 C단계 진입 기업은 총 여섯 곳이 되었습니다. DARPA는 QBI가 경쟁이 아니라고 밝혔으며, QBI 총괄 책임자인 마이카 스타우티모어는 "C단계는 계획 단계에서 검증 단계로 넘어가는 첫걸음"이라고 말했습니다.
IBM 연구소 소장이자 IBM 펠로우인 제이 감베타는 이번 선정에 대해 "IBM이 내결함성 양자 컴퓨터를 구축하는 데 있어 탄탄한 방향을 제시하고 있음을 입증하는 것"이라며, "IBM은 2029년에 최초의 내결함성 시스템을 선보일 예정"이라고 덧붙였다. 해당 시스템은 IBM이 작년에 공개한 IBM 퀀텀 스타링(IBM Quantum Starling)이다. IBM에 따르면 금융, 의료, 재료 과학, 학계 및 정부 기관을 포함한 340개 이상의 조직에서 IBM의 양자 컴퓨터와 Qiskit 소프트웨어를 과학 연구 도구로 활용하고 있다.
진행 상황 지표 및 하드웨어 검증 마일스톤
A단계에서는 각 회사에 비용 효율적이고 내결함성이 뛰어난 양자 컴퓨터에 대한 초기 기술 개념과 단기간에 실현 가능한 방안을 제시하도록 요구했으며, DARPA는 2025년 4월에 A단계 진출 기업 몇 곳을 발표했습니다. 1년간의 검토 과정인 B단계에서는 포괄적인 연구 개발 계획과 함께 위험 요소 및 완화 방안을 제시해야 했습니다. C단계는 평가자들이 하드웨어 자체를 테스트하는 첫 번째 단계이며, DARPA는 더 많은 기업을 이 단계로 진출시킬 계획입니다.
IBM은 스타링 프로젝트가 계획대로 순조롭게 진행되고 있다고 밝혔으며, 내결함성 및 빠른 오류 정정 디코딩을 위한 핵심 하드웨어 구성 요소 시연을 그 근거로 들었습니다. 여기에는 IBM이 내결함성 양자 컴퓨팅에 필요한 모든 핵심 프로세서 구성 요소를 시연했다고 밝힌 실험용 IBM 퀀텀 룬 프로세서와, 예정보다 1년 앞선 480나노초 이내에 qLDPC 오류 정정 코드를 실시간으로 디코딩하는 기술이 포함됩니다.
프로세서 측면에서 IBM은 120큐비트 나이트호크 r2 를 현재까지 자사에서 가장 빠른 양자 프로세서라고 부르며, 초당 10만 개 이상의 회로를 처리할 수 있다고 밝혔습니다. 이 프로세서는 현재 IBM 양자 플랫폼에서 사용할 수 있습니다. 스타링(Starling)을 탑재할 시스템과 관련하여 IBM은 지난 8월 뉴욕주 포킵시에 있는 시설에서 모듈형 극저온 아키텍처 의 프로토타입 셀 두 개를 연결하고 가동했다고 발표했습니다 . 각 셀은 자체 진공 챔버, 냉각 장치 및 열 차폐 장치를 갖추고 있으며, 이 설계는 멀티칩 및 내결함성 시스템을 지원합니다.
프로그램 이용 가능 여부 및 향후 로드맵
C단계는 IBM의 제조 및 시스템 엔지니어링 역량을 DARPA 평가단에 선보이는 단계로, 스타링의 2029년 예정된 납품에 앞서 진행됩니다. DARPA는 C단계의 진행 기간에 대해서는 밝히지 않았습니다. 스토티모어는 DARPA가 2033년까지 누군가가 실용적인 규모의 양자 컴퓨터를 개발할 것으로 점점 더 예상하고 있지만, 어떤 팀이나 기술적 접근 방식이 그 목표를 달성할지는 아직 알 수 없다고 말했습니다.
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