2024년 7월, 미국 방위고등연구계획국(DARPA)이 양자컴퓨터의 산업적 실용성을 검증하기 위한 새로운 이니셔티브(Initiative, 새로운 사업/정책)를 시작했습니다. 당시 양자컴퓨팅은 주식시장과 언론에서 뜨거운 화제였지만, DARPA는 과학적 엄격함과 건전한 회의론으로 무장한 채 이 기술의 진정한 가치를 평가하겠다는 입장을 분명히 했습니다. 과연 양자컴퓨터는 실제로 산업에 유용한 도구가 될 수 있을까요?
DARPA의 회의적 접근과 Quantum Benchmarking Initiative
DARPA가 시작한 Quantum Benchmarking Initiative(QBI)는 양자컴퓨팅 하드웨어의 진전을 검증하고, 양자컴퓨팅 애플리케이션과 알고리즘을 벤치마킹하는 것을 목표로 합니다. 이 프로젝트의 핵심은 기존 예측보다 훨씬 빠르게 산업적으로 유용한 양자컴퓨터를 실제로 구축할 수 있는지를 판단하는 것입니다.
프로그램 매니저인 Dr. Joe Altepeter는 "우리의 출발점은 회의론입니다"라고 명확히 밝혔습니다. 구체적으로는 충분한 수의 논리적 큐비트를 가진 완전한 결함 허용 양자컴퓨터가 실제로 구축될 수 있다는 것에 대한 회의론입니다. DARPA는 "당신이 하고 있는 것이 작동하지 않을 것이라고 확신한다"는 입장으로 회의실에 들어가, 소규모 과학자 및 엔지니어 팀을 동원해 증거를 듣고, 자체 분석으로 두세 번 확인하겠다는 것입니다.
이러한 접근은 2024년 7월 당시 양자컴퓨터 관련 주식과 뉴스가 과열되었던 상황을 고려할 때 매우 중요한 의미를 갖습니다. 많은 언론과 투자자들이 양자컴퓨팅의 혁명적 가능성에 주목했지만, 정작 이 기술을 개발하는 정부 기관은 극도로 신중한 태도를 취하고 있었던 것입니다. DARPA의 이러한 회의적 시각은 기술에 대한 맹목적 낙관이 아닌, 검증 가능한 실질적 진전을 요구하는 것으로, 투자자와 대중이 뉴스를 비판적으로 접근해야 한다는 교훈을 제공합니다.
QBI는 두 개의 DARPA 프로그램에서 파생되었습니다. Quantum Benchmarking 프로그램은 완전히 작동하는 양자컴퓨터가 마법처럼 나타난다면 표준 컴퓨터로는 달성할 수 없는 무엇을 가능하게 할 것인지를 결정하려 합니다. 즉, 양자컴퓨터의 실질적 영향력을 측정할 기준을 찾는 것입니다. 다른 프로그램인 Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing(US2 QC)은 산업적으로 유용한 결함 허용 양자컴퓨터를 구축하는 것이 가능한지조차 질문합니다.
Quantum Benchmarking 팀은 최근 양자컴퓨팅이 혁신적일 수 있는 응용 분야와, 그러한 변혁을 실현하는 데 필요한 양자컴퓨터의 크기 및 유형을 설명하는 연구 결과의 사전 인쇄본을 발표했습니다. 하드웨어 측면에서는 US2QC의 여러 수행자들이 연구 계획에서 유틸리티 규모 컴퓨터 시스템으로 가는 그럴듯한 경로를 보여주었지만, 결코 보장된 것은 아니라는 점을 강조했습니다.
정부와 산업계의 QBI 협업 체계
DARPA는 양자컴퓨팅의 약속을 입증하거나 반증하기 위해서는 산업계, 학계, 정부 전반에 걸친 광범위한 연구개발 협력이 필요하다고 판단했습니다. 이에 따라 Department of Energy's Office of Science와 새로운 협력 관계를 구축했습니다. DOE Office of Science는 양자컴퓨팅 연구와 고성능 컴퓨팅 분야의 국가적 리더입니다.
DARPA는 DOE Office of Science와 함께 이 분야에 대한 미국 정부 투자의 최대 영향을 보장하기 위해 양자컴퓨팅 활동의 연구, 개발, 엔지니어링 및 테스트를 계획하고 조정하는 프레임워크를 구축했습니다. Advanced Scientific Computing Research 프로그램의 DOE 과학 부국장인 Dr. Ceren Susut은 "실용적인 양자컴퓨터를 실현하는 것은 과학 및 기술 환경 전반에 걸쳐 발견의 속도를 극적으로 가속화할 잠재력을 가지고 있습니다"라고 말하며, Office of Science가 양자컴퓨팅을 위한 수십 년간의 기초 과학 경험, 과학 연구를 위한 최고 수준의 도구, 그리고 세계에서 가장 강력한 컴퓨터의 개발, 획득 및 응용에서의 독특한 경험을 이 파트너십에 제공하게 되어 자랑스럽다고 밝혔습니다.
또한 DARPA는 Illinois 주와 협력하여 Illinois Quantum Campus와 같은 주의 첨단 양자컴퓨팅 인프라를 활용하고 있습니다. JB Pritzker 주지사는 "DARPA와 연방 정부가 Illinois를 양자 허브로 만들기 위해 우리가 취한 대규모 조치를 인정하고, 우리 주가 제공하는 인프라와 인력의 가치를 확인하고 있습니다"라고 말했습니다. 시카고 대도시권에 새로운 양자컴퓨팅 복도를 만들기 위해 대규모 투자를 하고 있는 Illinois 주의 참여는 지역 경제 발전과 기술 혁신을 연결하는 사례입니다.
QBI는 또한 뉴욕 Rome에 있는 Air Force Research Laboratory(AFRL) Information Directorate의 첨단 양자컴퓨팅 시설과의 기존 협력을 기반으로 구축되고 있어, DARPA가 AFRL의 시스템 엔지니어링과 광범위한 양자 전문 지식을 활용할 수 있게 합니다. AFRL의 양자 분야 수석 과학자인 Dr. Kathy-Anne Soderberg은 "이 이니셔티브는 고성능 컴퓨팅의 진전을 검증하려는 AFRL의 노력을 크게 향상시킬 것입니다. 이 협력은 새로운 프로그램과 접근 방식을 활용하고, 양자 분야에서 진화하는 과학적 및 기술적 지식에 적응하는 데 탁월합니다"라고 강조했습니다.
이러한 다층적 협력 구조는 양자컴퓨팅이 단순히 기술적 도전이 아니라 인력 개발, 인프라, 검증 및 검증 전문성을 포함한 광범위한 투자가 필요한 국가적 과제임을 보여줍니다. 정부 기관, 학계, 지역 정부, 그리고 민간 기업들이 모두 참여하는 이 생태계는 양자컴퓨팅이 허무맹랑한 기술이 아니라 장기적 관점에서 진지하게 개발되고 있는 분야임을 시사합니다.
산업계 참여 확대와 비판적 시각의 중요성
QBI는 DARPA의 엄격한 검증 및 검증 프로세스를 통과할 수 있다고 믿는 양자컴퓨팅 하드웨어 기업들과의 참여 및 자금 지원을 대폭 늘리는 것을 목표로 합니다. Dr. Altepeter는 "산업용 양자컴퓨팅으로 가는 경로에 있다고 증명할 수 있다고 생각하는 모든 회사, 특히 이전에 US2QC에 지원한 회사를 포함하여, QBI 자금을 위해 경쟁하는 것이 최선의 이익입니다"라고 말했습니다.
DARPA는 회사들의 기술을 검증하고 그들이 큰 성과를 향해 나아가고 있다고 확신하면, 나머지 정부에 알리고 그들의 접근 방식에 대한 강력한 옹호자가 될 것이라고 약속했습니다. 이는 정부가 단순히 비판적 역할만 하는 것이 아니라, 실제로 검증된 기술에 대해서는 적극적인 지원자가 될 것임을 의미합니다. 하지만 그 전제는 반드시 DARPA의 과학자와 엔지니어 팀의 철저한 검증을 통과해야 한다는 것입니다.
이러한 접근은 2024년 7월 당시의 시장 상황을 고려할 때 특히 중요한 의미를 갖습니다. 당시 양자컴퓨팅 관련 주식들은 큰 주목을 받았지만, 정작 기술 개발의 핵심 주체인 DARPA는 극도로 회의적인 입장을 유지하며 구체적인 상용화 방법조차 미정 상태였다는 점은 시사하는 바가 큽니다. 언론과 시장이 과열될 때, 실제 기술 개발 현장에서는 여전히 기초적인 검증 단계에 있었던 것입니다.
QBI가 주목하는 것은 단순히 양자컴퓨터를 만드는 것이 아니라, 그것이 표준 컴퓨터로는 불가능한 산업적으로 의미 있는 작업을 실제로 수행할 수 있는지를 증명하는 것입니다. Quantum Benchmarking 팀의 연구는 어떤 응용 분야에서 양자컴퓨팅이 혁신적일 수 있는지, 그리고 그것을 실현하기 위해 필요한 양자컴퓨터의 구체적 사양을 명확히 하려는 시도입니다. 이는 기술의 가능성을 과대평가하지 않고, 실현 가능한 목표를 설정하려는 노력으로 볼 수 있습니다.
양자컴퓨터가 현재 시대에 오래 걸리는 연구 시간을 획기적으로 줄일 수 있다는 잠재력은 분명 존재합니다. DOE의 Dr. Susut이 언급했듯이, 실용적인 양자컴퓨터는 과학 및 기술 분야에서 발견의 속도를 극적으로 가속화할 수 있습니다. 그러나 이러한 약속이 실현되기 위해서는 여전히 많은 기술적 장벽을 극복해야 하며, DARPA의 회의적 접근은 이러한 현실을 반영합니다.
투자자와 대중은 이러한 맥락을 이해하고, 양자컴퓨팅 관련 뉴스나 기사를 접할 때 비판적으로 접근해야 합니다. 기술의 잠재력과 현재의 실현 가능성을 구분하고, 어떤 기업들이 실제로 DARPA와 같은 엄격한 검증 프로세스에 참여하고 있는지를 주시하는 것이 중요합니다. QBI에 참여하는 기업들과 프로젝트의 진행 상황을 관심 있게 지켜보는 것이, 양자컴퓨팅의 실질적 진전을 파악하는 현명한 방법이 될 것입니다.
결론
DARPA의 Quantum Benchmarking Initiative는 양자컴퓨팅의 산업적 가치를 검증하려는 엄격하고 회의적인 접근을 보여줍니다. 2024년 7월 시장이 과열되었던 시점에, 정부 기관은 오히려 "작동하지 않을 것"이라는 가정에서 출발하며 철저한 검증을 약속했습니다. DOE, Illinois 주, AFRL과의 협력은 이 기술이 장기적 국가 과제임을 보여주며, 동시에 아직 상용화 방법조차 명확하지 않다는 현실도 드러냅니다. 뉴스와 기사를 비판적으로 검토하고, QBI에 참여하는 기업들의 실질적 진전을 주시하는 것이 현명한 접근입니다. 양자컴퓨터는 허무맹랑한 기술은 아니지만, 그 약속이 실현되기까지는 여전히 많은 검증과 개발이 필요합니다. 무분별한 테마주 투자는 잠시 접고 좀 더 관심을 가져야 할 상황인 듯 합니다
[출처]
DARPA, collaborators seek to validate the promise of quantum computing: http://www.darpa.mil/news/2024/quantum-computing-prototype