[양자역학활용하기] 양자 컴퓨터 기술, 2030년엔 활용도 20% ↑

양자 컴퓨터는 큐비트를 기본 정보 단위로 사용한다. 큐비트는 1과 0의 상태를 동시에 갖는 특성이 있어 기존 컴퓨터보다 더욱 빠른 속도로 많은 양의 정보를 처리할 수 있는 것이 특징이다. 즉, 양자의 상태를 표현하는 큐비트의 수가 늘어날수록 정보처리, 연산 속도가 지수함수적으로 증가해 소인수분해, 추천알고리즘, 데이터 처리 효율성이 높아진다. 전문가들은 양자 컴퓨터 기술이 금융, 의료, 제약 등 데이터를 효율적으로 활용해야 하는 분야에서 활발하게 적용될 것으로 기대하고 있다.

글로벌 컨설팅 회사 가트너는 "양자 컴퓨터 프로젝트에 예산을 책정하는 기업이 2018년에는 1%는 미만이었지만 2023년까지 그 비율이 20%에 이를 것"이라고 전망했다.

◇ 의약품 개발


의약품 개발에 양자 컴퓨터를 활용하면 분자 단위의 시뮬레이션이 가능해진다.

신약을 개발할 때는 필요한 원소의 분자 안에 있는 원자·전자의 특성을 파악하고 둘 사이의 상호작용을 분석하는 과정이 중요하다. 이때 컴퓨터 시뮬레이션을 활용하면 일일이 실험해봐야 하는 수고가 줄어들고 효율성이 높아진다. 제약 업계 전문가들은 "양자 컴퓨터 기술을 이용해 신약을 개발하면 성공률이 5~10% 향상되고 개발 시간은 15~20%가량 줄어든다"며 "제약·화학 업종에서 16~32조 원 규모의 양자 컴퓨터 시장이 형성될 것"이라고 밝혔다.

보스턴컨설팅그룹(BCG)도 "그간 양자 컴퓨터가 먼 미래에 상용화될 것이라는 예측과는 달리 제약·화학 업계를 중심으로 기술 적용 가능성이 확대되고 있다"고 밝히며 낙관적으로 전망했다.

◇ 기상 예측


기상청은 인공위성에서 보낸 구름의 움직임, 기압 차 데이터를 중심으로 내일 또는 그 이후의 날씨를 예측한다. 일기 예보의 정확성이 떨어지는 이유는 변수가 너무 많고 변수 간의 상관관계도 불확실하기 때문이다. 현재 수준의 슈퍼 컴퓨터로는 대기 중의 수많은 공기 분자의 움직임이나 상호작용을 정확하게 분석할 수 없다. 게다가, 지구온난화가 심화돼 국지적 기상이변이 잦아지면서, 날씨의 정확한 예측은 더욱 어려워지고 있다.

계산 능력이 고도화된 양자 컴퓨터를 활용하면 지구온난화가 불러올 미래를 정확하게 진단할 수 있을 뿐 아니라 일상의 기상 예측 정확도 역시 높아질 것으로 예상된다.

◇ 인공지능(AI)


의료, 자율 주행 등 분야에서 활용되는 인공지능의 성능을 높이기 위해서는 수천억 개의 실제 데이터를 입력해야 한다. 이때, 양자 컴퓨터를 이용하면 데이터 처리 과정을 단순화하고 필요한 데이터를 빠르게 입력할 수 있다.

2016년, 구글의 인공지능 알파고가 이세돌 9단을 이겨 화제가 됐다. 당시 알파고는 바둑판에 둘 수 있는 경우의 수를 딥러닝으로 줄이는 방법으로 승리할 수 있었다. 양자 컴퓨터를 이용하면 딥러닝을 할 필요조차 없다. 양자 컴퓨터만의 뛰어난 계산력으로 가능한 모든 경우의 수를 계산하면 되기 때문이다.

이러한 양자 컴퓨터 기술이 AI에 적용된다면 인공지능 기술은 비약적으로 발전할 것이다.

박미소 기자 postmoneynews@gmail.com

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