양자컴퓨터 큐비트 현황 : 양자컴퓨터 관련 기업들은 지난 몇주간 이슈를 등에 업고 주가에 날개를 달았습니다. 하지만 양자컴퓨터가 실제 상용화되기까지는 걸음마 수준이라는 평가가 지배적인데요.
양자컴퓨터 큐비트 현황
100 큐비트를 갖춘 단일 양자 컴퓨터가 지구상의 모든 슈퍼컴퓨터를 합친 것보다 더 강력하다는 보고가 있습니다.
그럼 각 기업마다 “양자컴퓨터의 큐비트의 갯수가 몇개”인지 그리고 양자컴퓨터 대표적인 관련주이지만 “양자컴퓨터 자체를 개발하는지”에 대해서 확인해보는 시간을 가져보겠습니다.
1. IBM – Condor
IBM의 최신 양자 프로세서인 ‘Condor’는 1,121개의 큐비트를 보유하고 있습니다.
“IBM의 1000 큐비트 양자 칩 이해하기”
2. Microsoft Azure Quantum
Microsoft의 Azure Quantum 플랫폼은 다양한 양자 하드웨어 파트너와 협력하여 여러 종류의 큐비트 기술을 지원하고 있습니다.
예를 들어, 2024년에는 Quantinuum의 트랩 이온 양자 컴퓨터를 활용하여 12개의 논리적 큐비트를 생성하였으며, 이는 당시 가장 신뢰할 수 있는 논리적 큐비트로 기록되었습니다.
“퀀티넘과 마이크로소프트의 협력”
3. amazon braket
Amazon Braket은 다양한 양자 하드웨어 공급자의 장치를 통해 여러 종류의 큐비트 수를 지원합니다. 주요 장치와 해당 큐비트 수는 다음과 같습니다.
- IonQ Aria-1: 25개의 큐비트를 갖춘 이온 트랩 기반 양자 컴퓨터입니다.
- Rigetti Aspen-M-1: 80개의 큐비트를 보유한 초전도 게이트 기반 양자 프로세서입니다.
- D-Wave Advantage: 5,000개 이상의 큐비트를 제공하는 양자 어닐링 시스템으로, 복잡한 최적화 문제에 적합합니다.
또한, Amazon Braket은 다양한 시뮬레이터를 통해 큐비트 수를 지원합니다.
- Tensor Network 시뮬레이터(TN1): 최대 50개의 큐비트를 지원하는 완전 관리형 고성능 시뮬레이터입니다.
- Density Matrix 시뮬레이터(DM1): 최대 17개의 큐비트 회로 시뮬레이션을 지원하며, 노이즈 모델링에 유용합니다.
이처럼 Amazon Braket은 다양한 양자 하드웨어와 시뮬레이터를 통해 여러 큐비트 수를 지원하여, 연구원과 개발자가 다양한 규모의 양자 알고리즘과 응용 프로그램을 실험할 수 있도록 돕습니다.
“아마존 브라켓, 아이온큐의 아리아”
나디아 칼스텐, 아마존의 양자 혁신 추구를 주도하다.
AWS 양자 컴퓨팅 센터의 제품 책임자인 나디아 칼스텐과 그녀의 팀은 양자 컴퓨팅의 성배인 내결함성 양자 컴퓨터를 개발하고 있습니다.
Amazon Braket, Oxford Quantum Circuits의 새로운 양자 프로세서 Lucy 출시 및 유럽(런던) 지역으로 확장
일라나 위스비는 영국 옥스퍼드 대학교에서 분사한 회사인 Oxford Quantum Computing의 CEO입니다.
4. NVIDIA DGX Quantum
NVIDIA DGX Quantum은 특정한 수의 큐비트를 자체적으로 보유한 시스템이 아닙니다. 이 시스템은 NVIDIA의 Grace Hopper 슈퍼칩과 Quantum Machines의 OPX 제어 시스템을 결합하여, 다양한 양자 처리 장치(QPU)와 통합될 수 있도록 설계되었습니다.
따라서, DGX Quantum은 몇 개의 큐비트에서 수천 개의 큐비트까지 다양한 규모의 QPU와 연동하여 양자 및 고전 컴퓨팅 요구 사항에 맞게 확장할 수 있습니다.
또한, DGX Quantum은 QPU에 구애받지 않으며, 단일 GPU에서 양자 가속 슈퍼컴퓨터에 이르기까지 다양한 시스템과의 통합을 지원합니다.
따라서, DGX Quantum 자체의 큐비트 수를 특정하기보다는, 이 시스템이 다양한 QPU와 결합하여 다양한 규모의 큐비트 환경을 지원할 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.
“NVIDIA CUDA Quantum”
5. Quantinuum, H2-1
Quantinuum은 2024년 6월에 56개의 트랩트 이온 큐비트를 갖춘 양자 컴퓨터 ‘H2-1’을 공개했습니다.
이 시스템은 모든 큐비트 쌍 간의 연결성을 갖추고 있으며, 높은 충실도의 2큐비트 게이트를 통해 내결함성 양자 컴퓨팅을 향한 중요한 이정표를 세웠습니다.
또한, H2-1은 랜덤 서킷 샘플링(RCS) 알고리즘을 실행하여 기존 슈퍼컴퓨터에 비해 약 30,000배의 전력 소비를 감소시키는 성과를 보였습니다. 이러한 특성으로 인해 H2-1은 현재 가장 강력한 양자 컴퓨터 중 하나로 평가받고 있습니다.
“퀀티넘, 업계 최초의 트랩트 이온 56 큐비트”
6. Rigetti Computing ankaa-3
Rigetti Computing의 최신 양자 컴퓨터인 Ankaa-3는 84개의 큐비트를 탑재하고 있습니다.
이 시스템은 하드웨어를 대폭 재설계하여 성능을 향상시켰으며, 두 큐비트 게이트의 중간 신뢰도(median fidelity)를 99.5%까지 높였습니다.
Ankaa-3는 현재 Rigetti Quantum Cloud Services(QCS)를 통해 파트너들에게 제공되고 있으며, 2025년 1분기에는 Amazon Braket과 Microsoft Azure에서도 이용 가능할 예정입니다.
이러한 성능 향상은 새로운 극저온 하드웨어 설계, 큐비트 회로 레이아웃의 개선, 교대 바이어스 지원 어닐링(Alternating-Bias Assisted Annealing)을 통한 정밀한 큐비트 주파수 타겟팅, 그리고 정밀한 제어를 갖춘 유연한 게이트 아키텍처 등의 기술적 개선을 통해 이루어졌습니다.
“Rigetti Computing, 84-Qubit Ankaa™-3 시스템 출시”
7. IONQ ion trap
IonQ는 트랩트 이온 기술을 기반으로 한 양자 컴퓨터를 개발하고 있으며, 현재 두 가지 주요 시스템을 운영하고 있습니다.
- IonQ Forte : 이 시스템은 36개의 큐비트를 보유하고 있으며, IonQ의 가장 강력한 양자 프로세서로 평가받고 있습니다.
- IonQ Aria: 21개의 큐비트를 갖추고 있으며, 높은 게이트 충실도와 전면 연결성을 특징으로 합니다.
또한, IonQ는 2024년 1월에 35 알고리즘 큐비트(#AQ)를 달성했다고 발표하였으며, 이는 양자 컴퓨팅 성능의 중요한 지표로 간주됩니다.
IonQ의 트랩트 이온 양자 컴퓨터는 높은 게이트 충실도와 전면 연결성(all-to-all connectivity)을 제공하여, 다양한 양자 알고리즘과 응용 프로그램에 적합한 플랫폼을 제공합니다.
“IonQ Forte”
빌게이츠(Bill Gates), 세일즈포스의 마크 베니오프(Salesforce CEO Mark Benioff), Dell 창업자 마이클 델(Michael Dell) 등의 주요 투자자들도 아이온큐에 대한 높은 신뢰를 보여주며 기업의 성장 가능성을 인정하고 있습니다.
8. D-Wave Quantum Advantage
D-Wave의 Advantage 시스템은 5,000개 이상의 큐비트를 보유하고 있으며, 15-웨이 연결성을 통해 복잡한 양자 최적화 문제를 해결할 수 있습니다.
또한, D-Wave는 최근 4,400개 이상의 큐비트를 갖춘 Advantage2 프로세서를 개발하였으며, 이는 기존 Advantage 시스템에 비해 큐비트 코히어런스 시간과 에너지 스케일이 향상되어 성능이 개선되었습니다.
이러한 시스템들은 물류, 인공지능, 약물 발견, 사이버 보안 등 다양한 분야에서 복잡한 최적화 문제를 해결하는 데 활용되고 있습니다.
D-Wave 4,400큐비트 양자 프로세서,
이전 모델보다 ‘25,000배 더 빠르다’
“D-Wave, Leap 확장을 위한 로드맵 발표”
9. google willow
구글의 최신 양자 컴퓨팅 칩인 ‘윌로우(Willow)’는 105개의 큐비트를 탑재하고 있습니다.
이 칩은 큐비트 수를 늘리면서도 오류율을 감소시키는 양자 오류 수정 기술을 구현하여, 양자 컴퓨팅의 실용화를 향한 중요한 진전을 이루었습니다. 또한, 윌로우는 기존 슈퍼컴퓨터로는 10.7조 년이 걸리는 문제를 단 5분 만에 해결하는 성능을 보여주었습니다.
“google willow 오류 수정 개선”
“구글 Willow가 비트코인에 미치는 영향”
10. Quantum Computing Inc. (NASDAQ: QUBT )
Quantum Computing Inc. (QCi)는 자체적인 양자 처리 장치(QPU)를 개발하기보다는, 다양한 양자 하드웨어와 통합하여 양자 컴퓨팅 솔루션을 제공하는 데 주력하고 있습니다.
따라서 특정한 큐비트 수를 언급하기보다는, QCi의 소프트웨어와 서비스가 다양한 양자 하드웨어와 어떻게 통합되어 활용되는지에 초점을 맞추는 것이 적절합니다.
예를 들어, QCi는 2022년에 QAmplify라는 소프트웨어 스위트를 발표하였으며, 이를 통해 양자 컴퓨터의 처리 능력을 최대 20배까지 향상시킬 수 있다고 보고되었습니다.
또한, QCi는 통합된 광자 기술을 활용하여 접근 가능하고 경제적인 양자 기계를 제공하는 데 중점을 두고 있습니다.
이러한 접근 방식을 통해 QCi는 다양한 양자 하드웨어 플랫폼과의 호환성을 유지하면서도, 자체적인 기술을 통해 양자 컴퓨팅의 성능을 극대화하려는 노력을 기울이고 있습니다.
“QCi, 64큐비트 양자컴퓨터 출시 계획”