IBM, 양자 컴퓨터 로드맵 퀀텀 스탈링 계획(25.06.10)

IBM은 2029년까지 실제 유용한 계산이 가능한 '실용적' 양자 컴퓨터를 개발하겠다는 로드맵을 발표했습니다. 이러한 목표는 양자 컴퓨팅의 오랜 과제 중 하나인 오류 문제를 해결하는 데 중점을 두고 있습니다.

IBM의 양자 컴퓨터 개발 목표

IBM은 2029년까지 'IBM 퀀텀 스탈링(Starling)'이라는 대규모 오류 내성 양자 컴퓨터를 구축할 계획입니다. 스탈링은 현재의 양자 컴퓨터보다 2만 배 더 많은 연산을 수행할 것으로 예상됩니다. 아빈드 크리슈나 IBM 회장은 스탈링이 현실 세계의 문제를 해결하고 비즈니스에 큰 가능성을 열어줄 것이라고 언급했습니다.

오류 내성과 논리적 큐비트

양자 컴퓨터는 큐비트라는 단위를 사용하여 정보를 표현하며, 이론적으로 기존 컴퓨터의 성능 한계를 뛰어넘을 수 있습니다. 그러나 현재의 양자 컴퓨터는 불안정한 양자 상태로 인해 오류가 발생하기 쉬우며, 특히 큐비트 수가 많아질수록 오류가 더 자주 발생합니다. 이 때문에 현재 양자 컴퓨터는 연산 능력의 상당 부분을 오류 수정에 사용해야 해서 실질적으로는 기존 컴퓨터보다 빠르지 않다는 평가가 있습니다.

오류 내성 양자 컴퓨터는 이러한 오류를 감지하고 실시간으로 수정하도록 설계됩니다. 이를 위해 여러 개의 물리적 큐비트를 묶어 하나의 '논리적 큐비트'를 생성합니다. 논리적 큐비트는 물리적 큐비트보다 오류율이 낮으며, 논리적 큐비트를 구성하는 물리적 큐비트 그룹의 크기가 커질수록 오류율은 기하급수적으로 감소합니다. 스탈링은 200개의 논리적 큐비트를 사용하여 1억 개의 양자 연산을 실행할 수 있을 것으로 계획되어 있으며, 이는 기존 컴퓨터보다 뛰어난 성능을 보여주기에 충분하다고 평가됩니다.

IBM의 오류 수정 기술
IBM은 오류 수정을 위해 양자 저밀도 패리티 검사(qLDPC) 코드, 특히 이변량 바이시클(BB) 코드라는 독자적인 방식을 사용하고 있습니다. 이 방식은 오류 수정에 필요한 물리적 큐비트 수를 다른 코드에 비해 크게 줄여 오버헤드를 약 90% 절감하는 것으로 알려져 있습니다. IBM은 이러한 기술적 진보를 통해 대규모 오류 내성 양자 컴퓨팅 구현에 대한 문제들을 해결했다고 자신감을 표명했습니다.

개발 로드맵 및 주요 시스템

IBM은 2029년 스탈링 완성을 향한 구체적인 로드맵을 제시했습니다.
2025년에는 'IBM 퀀텀 룬(Loon)' 프로세서를 선보여 qLDPC 코드 구현에 필요한 아키텍처 구성 요소를 테스트할 예정입니다.
2026년에는 양자 메모리와 논리 연산을 결합한 첫 모듈형 프로세서인 'IBM 퀀텀 쿠카부라(Kookaburra)'가 등장합니다.
2027년에는 'IBM 퀀텀 코카투(Cockatoo)'를 통해 모듈 간의 얽힘을 시연할 계획입니다.
이러한 발전 단계를 거쳐 2029년에 퀀텀 스탈링이 구축됩니다. 스탈링은 뉴욕주 포킵시에 건설 중인 새로운 IBM 양자 데이터 센터에 위치할 예정입니다.
스탈링 다음 단계로는 2033년까지 2,000개의 논리 큐비트로 10억 개의 양자 연산을 처리할 수 있는 'IBM 퀀텀 블루제이(Blue Jay)' 시스템을 구축하는 것이 IBM의 목표입니다.

시장 경쟁 및 전망

IBM 외에도 마이크로소프트(MS), 구글, 아마존 등 다른 빅테크 기업들도 양자 컴퓨터 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다. 구글은 양자 칩 '윌로'를 공개했고, MS와 아마존도 자체 양자 칩을 발표했습니다. 양자 컴퓨터 상용화 시기에 대한 전망은 다양하게 나오고 있습니다.

IBM은 스탈링 계획 발표 후 주가가 사상 최고치를 기록하며 시장의 긍정적인 반응을 얻었습니다. IBM은 자사의 로드맵이 대규모 오류 내성 양자 컴퓨팅을 현실화할 가장 실현 가능한 계획이라고 강조하고 있습니다.

https://www.ibm.com/quantum/blog/large-scale-ftqc
https://newsroom.ibm.com/2025-06-10-IBM-Sets-the-Course-to-Build-Worlds-First-Large-Scale,-Fault-Tolerant-Quantum-Computer-at-New-IBM-Quantum-Data-Center

Видео IBM, 양자 컴퓨터 로드맵 퀀텀 스탈링 계획(25.06.10) канала 월몰