[CBC뉴스] 미국 양자컴퓨팅 기업 아이온큐(IonQ·NYSE: IONQ)가 영국 케임브리지대학교와 손잡고 양자기술 상용화에 속도를 낸다. 대학 내에 세계 최초의 아이온큐 양자혁신센터를 설립하고, 256큐비트 양자컴퓨터를 비롯한 첨단 인프라를 구축해 금융과 의료, 공학 등 다양한 산업 분야에서 양자기술의 활용 가능성을 확대한다는 구상이다.

아이온큐와 케임브리지대학교는 대학 내 최초의 '아이온큐 양자혁신센터(IonQ Quantum Innovation Centre)'를 공식 개소했다고 발표했다.

센터는 케임브리지대학교 캐번디시연구소의 새로운 거점인 레이 돌비 센터(Ray Dolby Centre)에 들어섰다. 이번 개소로 케임브리지대학교 역사상 최대 규모의 기업 연구 협력 프로젝트가 실제 연구시설을 갖추고 본격적인 운영에 들어가게 됐다.

양측은 앞서 지난 3월 11일 양자기술 상용화를 위한 혁신센터 설립 협약을 발표한 바 있다. 이번 센터 개소는 당시 체결한 협력을 구체적인 연구개발 활동으로 연결하는 중요한 전환점이라는 평가다.

아이온큐는 센터를 통해 영국 내 양자기술 연구와 학계 협력을 강화할 계획이다. 특히 케임브리지대학교와 새로운 양자 네트워크 노드 및 양자 센싱 기술을 공동 개발하고, 기존 케임브리지와 브리스틀을 연결하는 양자 네트워크도 고도화할 예정이다.

니콜로 데 마시(Niccolo de Masi) 아이온큐 회장 겸 최고경영자(CEO)는 "양자혁신센터 개소는 역사적인 협약을 세계적인 물리학 연구시설 내 실제 연구 거점으로 발전시킨 것"이라고 밝혔다.

이어 "케임브리지에서 양자컴퓨팅과 네트워킹, 센싱, 보안 연구를 통합함으로써 학문적 발견이 상업적 양자 우위로 이어지는 시간을 단축하고 있다"며 "이번 투자는 연구자와 스타트업, 산업계 모두를 위한 영국 내 장기적인 투자"라고 강조했다.

이번 센터에서는 출범과 함께 총 9개의 연구 프로젝트가 추진된다.

연구 과제는 양측의 경영진과 과학 분야 전문가로 구성된 공동운영위원회가 선정했다. 케임브리지대학교의 기초과학 연구 역량과 아이온큐의 이온트랩 양자컴퓨팅, 양자 네트워킹, 장치 엔지니어링 기술을 결합하는 것이 핵심이다.

실험 연구 분야에서는 대규모 양자 시스템 구축에 필요한 핵심 기술을 개발한다. 대표적으로 이온트랩에 갇힌 이온에서 방출되는 빛을 더욱 효율적으로 수집할 수 있는 초소형 거울을 개발하는 프로젝트가 포함됐다.

이 기술은 향후 서로 다른 양자 프로세서를 광학적으로 연결하는 데 필요한 기반 기술로 활용될 수 있다. 양자컴퓨터의 규모를 확대하고 여러 양자 시스템을 연결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

양자 알고리즘을 활용한 산업 응용 연구도 주목된다.

연구진은 화학과 소재과학, 금융, 공학, 의료 분야에서 기존 컴퓨팅 기술로 해결하기 어려운 문제에 양자 알고리즘을 적용하는 방안을 연구한다.

금융 분야에서는 일정한 위험 수준에서 기대수익률을 극대화할 수 있는 투자 포트폴리오 구성 방법을 연구한다. 양자컴퓨팅을 활용해 복잡한 금융 최적화 문제를 해결할 수 있을지 살펴보는 것이다.

공학 분야에서는 외부 힘이 가해졌을 때 구조물이 어떻게 반응하는지를 모델링하는 연구가 진행된다. 의료 분야에서는 생물학적 네트워크를 분석해 암 치료에 활용할 수 있는 잠재적인 표적을 찾아내는 연구도 추진된다.

다만 이들 프로젝트는 양자컴퓨팅의 실제 활용 가능성을 검증하고 새로운 응용 기술을 개발하기 위한 연구 단계에 해당한다.

이번 프로그램에는 케임브리지대학교 물리학과와 공학과, 컴퓨터과학기술학과를 비롯해 밀너 치료연구소, 케임브리지 저지 경영대학원 등이 참여한다.

학생과 박사후연구원들은 기초과학 연구부터 기술 개발, 산업 응용까지 폭넓은 경험을 쌓게 된다. 양측은 이를 통해 차세대 양자과학 및 엔지니어링 분야의 전문 인재를 육성한다는 방침이다.

메테 아타튀레(Mete Atatüre) 케임브리지대학교 캐번디시연구소장은 "아이온큐 양자혁신센터의 공식 출범은 케임브리지와 영국이 양자혁명의 최전선에 설 수 있도록 지원하는 중요한 이정표"라고 평가했다.

그는 "첫 번째 연구 지원 프로젝트 발표는 케임브리지의 폭넓은 전문성과 우수한 인재 역량을 보여준다"며 "양자과학과 엔지니어링 분야에서 연구 성과를 창출하는 속도를 높일 것"이라고 밝혔다.

특히 눈길을 끄는 부분은 아이온큐의 차세대 양자컴퓨팅 인프라 구축 계획이다.

아이온큐는 케임브리지대학교에 256큐비트 규모의 '슈퍼아이온(Superion)' 양자컴퓨터와 얽힘 분배 기반 양자 네트워크를 배치할 계획이다.

이와 함께 양자 메모리 칩과 주파수 변환 기술 관련 연구를 지원하고, 아이온큐 클라우드를 통해 자사 양자컴퓨터에 접근할 수 있는 환경도 제공한다.

대학 캠퍼스 내에 구축될 아이온큐 양자 네트워크는 양자 네트워킹 데이터센터 2곳과 양자 네트워킹 노드 3개로 구성된다.

이를 통해 양자컴퓨팅과 양자통신, 양자 네트워킹 기술을 하나의 연구 환경에서 개발하고 검증할 수 있는 기반을 마련한다는 구상이다.

영국 정부 차원의 지원도 협력에 포함된다.

영국 혁신기관인 이노베이트 UK(Innovate UK)는 이번 협력의 일환으로 향후 3년간 영국 국가양자컴퓨팅센터(NQCC)에 관련 기술에 대한 접근 권한과 컴퓨팅 사용 시간을 제공할 예정이다.

조던 샤피로(Jordan Shapiro) 아이온큐 양자플랫폼 부문 사장은 "이번 센터는 케임브리지의 연구 역량과 아이온큐의 네트워킹, 센싱, 보안 기술을 결합한다"고 설명했다.

이어 "새로운 양자 네트워크 노드와 센싱 기술, 관련 지식재산권을 함께 개발하는 연구시설이 될 것"이라며 "이러한 성과는 아이온큐의 플랫폼 개발 로드맵에 직접 반영되고 연구자와 협력사, 고객이 활용할 수 있는 기술적 기반을 강화할 것"이라고 말했다.

이번 협력은 연구시설 구축에 그치지 않고 장기적인 양자기술 생태계 조성으로도 이어질 전망이다.

아이온큐와 케임브리지대학교는 신규 교수 및 연구직, 박사후연구원, 박사과정 학생 등에 대한 지원을 확대할 예정이다. 이는 영국 정부의 국가 양자전략과도 방향을 같이한다.

아이온큐 입장에서는 이번 센터가 영국 내 사업 및 연구개발 기반을 강화하는 계기가 될 것으로 보인다.

특히 양자컴퓨팅 하드웨어뿐 아니라 양자 네트워킹과 센싱, 보안 기술까지 아우르는 통합 플랫폼 전략을 구체화한다는 점에서 의미가 있다.

향후 관건은 이번 연구 협력을 통해 개발된 기술이 실제 상업적 성과로 얼마나 빠르게 연결될 수 있느냐다.

금융 포트폴리오 최적화와 신약 연구, 첨단 소재 개발 등 다양한 분야에서 양자컴퓨팅의 활용 가능성이 검증될 경우 아이온큐의 기술 적용 범위도 한층 넓어질 수 있다.

다만 연구 성과가 곧바로 매출 증가나 상용 서비스 출시로 이어지는 것은 아닌 만큼, 향후 프로젝트의 기술적 진전과 상용화 일정 등을 지켜볼 필요가 있다.

아이온큐가 케임브리지대학교를 거점으로 양자컴퓨팅의 연구개발부터 산업 적용까지 연결하는 새로운 성장 기반을 확보할 수 있을지 주목된다.

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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 권오성 기자