한국 양자 생태계의 미래를 만들어 가다

양자정보기술연구원(Institute of Quantum Information Technology)

[사진 1. IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)/사진=IBM Research 블로그]

양자정보기술연구원(Institute of Quantum Information Technology, IQIT)과 IBM 퀀텀(IBM Quantum)은 클라우드 액세스 및 캠퍼스에 설치될 양자 시스템을 통해 한국의 양자 생태계를 함께 만들어 간다.

이번 달에 개원 1주년을 맞은 양자정보기술연구원은 양자정보기술 연구를 통해 인류의 삶을 풍요롭게 한다는 비전 아래, 새로운 패러다임에 기반한 미래 정보화 사회를 대비해 양자정보기술을 교육하고 양자 생태계 조성을 위해 힘쓰고 있다.

양자 생태계의 성장은 양자컴퓨팅에 대한 접근성을 개선하는 것으로 촉진된다. 양자컴퓨터에 대한 접근성 개선은 학생들에게는 더 많은 양자컴퓨팅 실습 기회를, 연구자들에게는 양자컴퓨터를 사용한 최첨단 연구를 수행할 더 많은 기회를 제공할 것이다.

양자정보기술연구원은 IBM 퀀텀(IBM Quantum) 시스템의 클라우드 기반 액세스를 제공한다. 우리 대학교의 학생 및 연구원, 협력사에게 5큐비트 시스템부터 127큐비트 이글 시스템까지 20개 이상에 달하는 IBM의 거의 모든 양자 시스템에 대한 액세스를 제공한다. 또한, 이글 시스템의 127큐비트 IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)을 세계에서 두 번째로 학내 프라이빗 시스템으로 갖추게 될 예정이다.

[사진 2. 우리 대학교가 ‘연세-IBM 퀀텀 컴퓨팅 센터’를 유치함으로써 한국은 미국, 독일, 일본, 캐나다에 이어 세계 다섯 번째로 IBM 퀀텀 컴퓨팅 센터를 보유하게 되며, 대학에 IBM 퀀텀 시스템을 갖추는 것은 일본 도쿄대에 이어 세계 두 번째이다./사진=IBM Quantum Computing 홈페이지]

한국 사회를 이롭게 할 양자정보기술 연구

학내에 양자컴퓨팅 시스템을 갖춤으로써 우리 대학교는 보다 유연하게 양자컴퓨팅 자원을 관리할 수 있으며, 더욱 빠르고 효과적으로 시스템 원(System One)을 사용할 수 있게 된다.

연세의 연구진들은 양자 기계학습을 통해 일상생활의 복잡한 빅데이터를 효과적으로 최적화하고 스마트시티에 기여할 수 있길 기대하고 있다. 양자컴퓨터를 학내에 설치하면 데이터 센터와 양자컴퓨터 간 빅데이터를 전송할 때의 병목 현상을 해결해 양자 머신러닝 알고리즘을 더욱 효율적으로 연구할 수 있고, 이를 통해 에지 컴퓨팅(Edge Computing)을 최대한 활용할 수 있다.

양자정보기술연구원은 재료과학, 금융, 암호학, 실용 양자 알고리즘 등 양자정보기술과 관련한 다양한 연구 분야에도 양자컴퓨터를 활용할 것이다. 국제캠퍼스 내 연세사이언스파크(YSP)에 IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)이 설치되기 때문에 헬스케어와 생명과학 연구에도 적극 활용될 것으로 기대된다.

한국의 차세대 양자 연구진 양성

양자정보기술연구원은 차세대 양자 과학자와 엔지니어를 양성하는 데도 힘쓰고 있다. 학생들에게 양자 프로그래밍 실습을 제공하고, 학부에서부터 대학원 수준에 이르는 고도화된 양자 교육 프로그램을 개발하고 있다. 그뿐만 아니라, 서로 다른 단과대학 및 학과에 속한 교수진과 학생들이 참여하는 다학제 간 연구를 촉진하기 위해 노력하고 있다.

양자정보기술연구원을 통해 연세 연구진은 소프트웨어 개발, 양자 알고리즘 개발, 애플리케이션 통합 등 첨단 연구를 수행해 최첨단 양자컴퓨팅 분야를 발전시켜 나갈 것이다. 양자정보기술연구원은 한국 양자 생태계의 선두주자로 자리매김하며 다른 기관들과의 협력을 통해 양자 기술과 응용 분야의 발전을 가속화하는 것을 목표로 하고 있다.

[사진 3. 양자정보기술연구원 현판식 및 세미나 사진]

연세-IBM 협력으로 한국 양자 생태계의 미래를 만들어 가다

전 세계는 지금 신약개발, 재료과학, 인공지능 및 그 이상의 다양한 분야에서 양자컴퓨터가 기존의 고전적인 컴퓨터의 능력을 넘어설 수 있는 잠재력을 인정하고 양자컴퓨터에 투자하고 있다. 하드웨어 개발, 소프트웨어 개발, 애플리케이션 통합 등 초기 개발 분야의 많은 부분이 우리의 도전과 기여를 기다리고 있다. 

대학과 기업, 정부 및 연구기관이 양자 하드웨어와 소프트웨어, 교육 자원에 접근할 수 있는지는 이러한 도전과 기여에 아주 중요하며, 양자 기술이 현실이 되기 위해서는 서로 다른 영역과 분야가 서로 협력하는 양자 공동체가 반드시 필요하다.

양자정보기술연구원은 다른 대학들, 연구기관들, 산업체와 협력해 한국의 양자 전문가들을 육성하고 생명공학과 기계학습 등의 분야에서 발전을 도모하고자 한다. 

양자정보기술연구원과 협력하는 외부 기관들은 연세 구성원들과 마찬가지로 IBM의 거의 모든 양자 시스템에 클라우드를 통해 접근할 권한을 얻게 된다. 양자정보기술연구원은 국내 양자컴퓨팅 선도업체들 및 IBM과의 협력을 통해 양자 공동체의 구심점 역할을 해나갈 것이다.

[사진 4. 양자정보기술연구원 문경순 원장이 지난해 6월 23일 국제캠퍼스에서 개최된 '제1회 양자컴퓨터와 바이오헬스 포럼'에서 ‘양자컴퓨터–미래를 위한 도전’을 주제로 발표하고 있다.]

양자정보기술연구원 문경순 원장

“양자제어기술의 비약적인 발전과 함께 우리 곁으로 성큼 다가온 양자컴퓨터를 필두로 현대사회는 새로운 패러다임에 기반한 과학기술의 시대로 접어들고 있습니다. 새롭게 도래하고 있는 양자정보과학의 시대에 양자정보기술에 대한 전문적인 연구와 교육은 우리 대학교의 학문적 수월성 확보와 함께 사회적 기여에도 매우 중요합니다. 

양자정보기술연구원은 양자정보기술에 대한 다양한 연구, 체계적인 교육, 포괄적인 응용, 그리고 국제협력을 통한 연구 네트워크 구축을 포함해 사회 전반적인 양자 생태계 조성에 기여하기 위해 최선의 노력을 다하고자 합니다.”

양자정보기술연구원 백한희 운영위원(IBM 연구원) 

“연세 구성원들이 양자 전문가 양성을 위해 타 대학 및 연구기관, 산업체들과 파트너십 및 연구 협력을 확대해 나가기를 고대하고 있습니다. 국내 연구진과 개발자들이 양자컴퓨터를 사용해 만들어 낼 결과물들을 기대하며, 앞으로 몇 달 안에 연세 양자정보기술연구원 내에 설치될 IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)의 성공적인 설치와 발전을 기대합니다.”

이 글은 올해 새롭게 양자정보기술연구원 운영위원으로 선임된 IBM 연구원 백한희 박사의 IBM Research 블로그 글을 번역·확장해 작성됐다. 백한희 박사는 국제적인 초전도 기반 양자컴퓨터 전문가로, 원문은 IBM Research 블로그에서 볼 수 있다.