IBM과 시스코가 2030년대 후반까지 '양자 인터넷'이라는 야심 찬 목표를 세우고 손을 맞잡았다. 이들은 단순히 인공지능 기술을 넘어, 미래 컴퓨팅의 패러다임을 뒤바꿀 양자 컴퓨팅을 중심으로 새로운 인터넷 인프라를 구축하겠다는 계획이다.

양사의 첫 번째 단계는 서로 다른 환경에 설치된 두 양자 컴퓨터 간의 큐비트(양자 비트) 얽힘 시연이다. 이들은 개별적으로 냉각된 시스템 내에서 큐비트를 연결해, 기존의 비트 기반 컴퓨팅에서는 불가능한 수준의 연산을 가능케 하려는 구상이다. 시스코는 이 과정을 위해 극도로 취약한 양자 상태를 보존하며, 큐비트 전송 및 동기화를 가능하게 하는 신규 하드웨어 및 프로토콜 개발에 착수했다.

IBM은 신개념 양자 네트워크 장치 'QNU(Quantum Networking Unit)'를 개발 중이다. 이 장치는 양자 처리 장치(QPU) 사이의 연결을 담당하게 되며, 정적인 양자 정보를 외부로 전송 가능한 '플라잉 큐비트'로 변환하는 기능을 갖춘다. 이를 통해 다수의 양자 컴퓨터를 하나의 분산 클러스터로 묶는 것이 가능해진다.

시스코는 여기에 더해 동적 재구성이 가능한 고속 양자 네트워킹 소프트웨어 프레임워크도 개발 중이다. 이 기술은 양자 노드 간의 전국적 데이터센터 연결을 위해 중요하며, 향후에는 대륙간 양자 네트워크 확장에도 사용될 전망이다. 특히 시스코는 전 세계 수백 개의 IBM QPU를 하나의 유기적 네트워크로 묶기 위한 새로운 형태의 ‘네트워크 브리지’ 구조도 연구하고 있다고 밝혔다.

IBM 연구 소장이자 펠로우인 제이 갬베타(Jay Gambetta)는 "이번 협력은 양자 컴퓨팅의 잠재력을 극대화하기 위한 핵심 단계"라며, "양자 컴퓨터의 계산 능력을 진정으로 확장하려면 고립된 시스템이 아닌 연결된 인프라가 필요하다"고 강조했다.

이번 아키텍처가 실현되면, IBM의 양자 컴퓨터는 전 세계 모든 기존 컴퓨터를 합쳐도 처리할 수 없는 규모의 연산을 수행할 수 있게 된다. 이는 수천 조 개의 양자 게이트 연산을 기반으로 한 신소재 개발, 차세대 의약품 설계, 기후변화 예측 등 다양한 분야에서 혁신적인 성과를 낳을 수 있다.

시스코의 부사장 비조이 판디(Vijoy Pandey)는 "IBM이 대형 양자 컴퓨터로 스케일 업을 시도한다면, 시스코는 그 컴퓨터들을 수평 확장시킬 수 있는 네트워크 기술력으로 응답할 것"이라며, 단일 시스템 구축이 아닌 전체 시스템을 고려한 통합 전략을 내세웠다.

IBM과 시스코는 초기 개념 검증을 2030년까지 마친 뒤, 2030년대 후반까지는 수천 대의 분산형 양자 컴퓨터가 연결된 양자 인터넷의 구축 가능성을 점치고 있다. 이 네트워크는 극한 보안 통신은 물론, 전 지구적 센서 네트워크, 초정밀 지질 모니터링 등으로도 활용될 수 있어 관련 산업계의 기대도 크다.