양자컴퓨터 보정, '10분 시대' 연다…퀀텀머신스, 오픈소스 퀄리브레이트 공개

양자컴퓨터 제어 기술의 선두주자인 퀀텀머신스(Quantum Machines)가 새로운 오픈소스 프레임워크 ‘퀄리브레이트(Qualibrate)’를 공개하며 양자컴퓨팅 조정(calibration) 시간 단축에 도전장을 냈다. 핵심은 복잡한 시스템 보정 작업을 수분 단위로 축소해, 양자컴퓨터의 상용화를 앞당길 수 있는 기반을 마련하는 것이다.

퀄리브레이트는 양자컴퓨터의 반복적이고 시간 소모적인 조정 문제를 해결하기 위해 설계됐다. 시스템 드리프트로 인해 양자컴퓨터는 주기적으로 정밀한 재보정이 필요하며, 이는 시스템이 커질수록 더욱 복잡해진다. 예컨대 100큐비트 규모의 초전도 양자컴퓨터를 처음부터 보정하는 데 최대 이틀이 소요되며, 이미 보정된 시스템의 재조정만으로도 한 시간 이상 걸릴 수 있다. 이런 비효율성은 수십만 개의 큐비트를 처리해야 하는 미래형 양자시스템에 있어서 큰 장애로 작용한다.

퀀텀머신스의 공동 창업자이자 최고기술책임자(CTO)인 요나탄 코헨(Yonatan Cohen)은 "보정 시간만 중요한 것이 아니라 그 품질도 큰 변수이며, 둘 사이의 균형이 양자컴퓨터 전체 성능에 직결된다"고 밝혔다. 이어 그는 커뮤니티 기반의 협업 생태계를 강조하며, “보스턴의 한 연구팀이 오늘 새로운 보정 프로토콜을 만들면, 이틀 뒤 유럽의 다른 회사가 이에 기반한 더 빠른 방법을 개발할 수 있다. 이런 협업이 양자컴퓨팅 기술의 병목지점을 해결할 유일한 해법”이라고 설명했다.

퀄리브레이트는 기존의 파편화된 스크립트 기반 보정 방식을 탈피해, 모듈화된 협업 시스템으로 전환하는 데 집중한다. 사용자는 재사용 가능한 보정 구성 요소를 만들고, 이를 조합해 복잡한 워크플로우를 구축하며, 직관적인 UI를 통해 자동화를 구현할 수 있다. 하드웨어 복잡성은 플랫폼이 추상화 처리해, 개발자들은 시스템 논리에 집중할 수 있도록 설계됐다.

양자컴퓨터 개발사 Qolab의 CTO 존 마르티니스(John Martinis)는 “퀄리브레이트의 자동화 기능 덕분에 기존 2시간이 걸리던 보정 과정이 10분 내외로 단축됐다”며, “이는 QPU(Quantum Processing Unit) 개발 속도 향상에 큰 자산”이라고 평가했다.

실제 활용 사례로는 최근 이스라엘 양자컴퓨팅센터(IQCC)에서의 데모가 있다. 복수의 큐비트를 대상으로 한 보정을 단 140초 만에 마친 것으로, 실환경에서의 처리 속도가 주목을 받았다.

기술적 개방성도 주목할 만하다. 퀄리브레이트는 오픈소스이자 모듈형 아키텍처를 기반으로 구축돼, 누구든 새로운 보정 알고리즘을 개발하고 이를 커뮤니티에 공유할 수 있다. 기업은 자체적으로 고급 보정 시스템을 개발하는 데에도 사용할 수 있으며, 예를 들어 머신러닝이나 양자시스템 시뮬레이션 기술을 접목한 고유 솔루션 구축이 가능하다.

이번 발표와 함께 퀀텀머신스는 초전도 양자컴퓨터용 보정 그래프도 선보였다. 퀄리브레이트가 지원하는 병렬 보정 기능을 통한 즉각적 배포와 맞춤형 적용이 가능하다. 향후에는 엔비디아(NVDA)의 DGX 퀀텀 시스템 등과 연계한 소프트웨어 라이브러리를 통해, 머신러닝 기반의 초고속, 고정밀 보정 기능도 제공할 예정이다.

2018년 설립된 퀀텀머신스는 CEO 이타마르 시반(Itamar Sivan), CTO 요나탄 코헨, 수석 엔지니어 니심 오펙(Nissim Ofek) 등 물리학 박사 출신들이 주도하는 기업이다. 현재까지 PSG 에쿼티, 레드닷 캐피털, 인텔 캐피탈, TLV 파트너스, 배터리 벤처스 등으로부터 약 2억8,000만 달러(약 403억 2,000만 원)의 투자를 유치했으며, 이스라엘을 포함해 미국과 유럽 등에서 약 170명의 인력을 두고 있다.

퀄리브레이트는 깃허브 오픈소스 저장소(https://github.com/qua-platform/qualibrate)를 통해 누구나 바로 사용할 수 있다. 양자컴퓨팅의 현실화를 위한 시간 단축이라는 핵심 과제에 이 프레임워크가 새로운 돌파구가 될지 주목된다.