고교생이 짠 양자 알고리즘 이론, 대학 양자컴퓨터로 검증

작성일 08-25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">충북대 양자컴퓨터 ‘스파크’ 활용<br>현직 물리학과 교수가 직접 지도<br>“일찍 양자기술 접할 기회 줘야”</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="tWyDmvNfFB">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="fad9b05a70890a75ed264c76c0f43c7985331144622eb51ed3a580b4d158a33a" dmcf-pid="FYWwsTj4zq" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="7일 충북대 충북양자연구센터에서 김기웅 충북대 물리학과 교수(왼쪽)가 배경훈 과학기술정보통신부 장관에게 IQM 스파크(Spark) 양자컴퓨터와 양자인력 양성 계획에 대해 설명하고 있다. 이병구 동아사이언스 기자 2bottle9@donga.com" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/25/donga/20250825030423501yjyd.jpg" data-org-width="535" dmcf-mid="1GK13BYc3b" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/25/donga/20250825030423501yjyd.jpg" width="658"></p>
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            7일 충북대 충북양자연구센터에서 김기웅 충북대 물리학과 교수(왼쪽)가 배경훈 과학기술정보통신부 장관에게 IQM 스파크(Spark) 양자컴퓨터와 양자인력 양성 계획에 대해 설명하고 있다. 이병구 동아사이언스 기자 2bottle9@donga.com
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          </figure>
          <div contents-hash="66df5d38a157b224555ebed2cb8c9ff5154b6b6d450a61459312df9622925262" dmcf-pid="3GYrOyA8Fz" dmcf-ptype="general">
           “최근 한 지역 고등학생이 최신 양자 알고리즘을 챗GPT로 긁어모아 이론을 짜서 가져왔습니다. 전문가들이 검증해 볼 만한, 석박사 학생들 수준의 논리를 가져온 겁니다. 그래서 실제 양자컴퓨터로 한번 검증해 보면 어떠냐고 제안했습니다.”
          </div>
          <p contents-hash="53b0a3b9fa83b4089abb670c922b071729fbd3fa9a71faf0588f4b094f6776a8" dmcf-pid="0HGmIWc6z7" dmcf-ptype="general">최근 만난 김기웅 충북대 물리학과 교수는 “너무나 놀라웠다”며 충북자연과학교육원 의뢰로 지역 과학전 출전을 컨설팅하고 있는 한 고등학생 이야기를 꺼냈다.</p>
          <p contents-hash="2fbd892c8d33b0dbc8d88cb6a422abc6e65e37231e40669c6f3a2b07c48a749c" dmcf-pid="pXHsCYkP7u" dmcf-ptype="general">미래 전략기술로 주목받는 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터로는 계산이 불가능한 문제를 해결할 수 있다. 신약·신물질 개발이나 기상 예측, 암호 해독 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 것으로 전망된다. 아직 전문가가 거의 없는 분야에서 고등학생이 인공지능(AI) 챗봇으로 독학해 수준 높은 아이디어를 제시했다는 게 김 교수의 얘기다.</p>
          <p contents-hash="2c458de6a1f759d821fecda2213c3f3dd6e10a1bdafd8e6140fa5a063aa76cf3" dmcf-pid="UZXOhGEQzU" dmcf-ptype="general">김 교수는 “학생이 고안한 알고리즘은 양자컴퓨터와 고전컴퓨터를 모두 활용하는 하이브리드 알고리즘인 ‘VQE’를 최적화하는 방법에 관한 것”이라며 “신약 개발 등에서 활용하는 분자 구조 추정에 쓰인다”고 설명했다.</p>
          <p contents-hash="1b82e9da94808c83dbdda3f2fc8703fa051412e985d1c2905f9735d4f3e77d44" dmcf-pid="u5ZIlHDx3p" dmcf-ptype="general">이어 김 교수는 “VQE 알고리즘에서 상대적으로 비싼 양자컴퓨팅 계산 비용을 최소화하고 빠르게 최적값을 찾아내는 방법을 다각적으로 찾아 적용했다”며 “양자컴퓨팅과 VQE에 대한 이해도도 높아 탁월하다”고 평가했다.</p>
          <p contents-hash="31d8549fa736918569adf9cc8953544008f671bc39a28f371a8702fb35fec37d" dmcf-pid="715CSXwM70" dmcf-ptype="general">이 학생은 올 5월 지역 과학전람회에 지원해 이후 충북양자연구센터와 연결됐다. 지난달 5일부터 이달 12일까지 3번에 걸쳐 컨설팅을 받았다. 양자컴퓨터 활용에 앞서 고전컴퓨터로 양자컴퓨팅을 모사한 ‘양자 에뮬레이터’로 알고리즘을 다듬었다. 9월 첫 주까지 실제 양자컴퓨터 데이터를 활용해 보완한다는 계획이다.</p>
          <p contents-hash="f089955217285693387efd0f428a535b481fc22d8c83b88cf3bfd8ddcdefcccf" dmcf-pid="zEkeiA6F03" dmcf-ptype="general">충북대에 실물 양자컴퓨터가 설치돼 있어 미래 양자 인재의 아이디어 검증을 적극 도와줄 수 있었다. 충북대에는 올 초 핀란드 양자기업 IQM의 양자컴퓨터 ‘스파크(Spark)’가 설치됐다. 이는 연세대 국제캠퍼스에 설치된 미국 IBM 양자컴퓨터 ‘퀀텀 시스템 원’과 더불어 실제 연구와 교육에 활용되는 국내에 둘뿐인 양자컴퓨터 중 하나다.</p>
          <p contents-hash="6d1b181e4b618ca7b78121f2c9d04fde7d25c14c3383726313f34f114b46dd0b" dmcf-pid="qDEdncP3uF" dmcf-ptype="general">이번 사례는 충북대에 설치된 양자컴퓨터가 실제로 양자 인재 육성에 활용되고 있다는 증거다. 김 교수는 “어렸을 때부터 양자과학기술에 노출시키는 게 미래 양자 인재 양성에 중요하다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="0c82754170cbfaef0568196fb644f807a3cddcb5fcba8254682a62d7105c20bc" dmcf-pid="BwDJLkQ0pt" dmcf-ptype="general">스파크는 5큐비트급으로 127큐비트급인 퀀텀 시스템 원에 비해 큐비트 수가 훨씬 적다. 큐비트는 양자컴퓨터의 정보처리 단위로 많을수록 성능이 높은 것으로 평가된다.</p>
          <p contents-hash="428b7650f2734c078842a5d3e6df395ff80f77d350481f8ed40722d94a601eb4" dmcf-pid="brwioExp31" dmcf-ptype="general">김 교수는 현재 기술 수준에서는 두 양자컴퓨터의 단일 연산 능력 차이가 생각보다 크지 않다고 봤다. 큐비트로 연산을 수행하려면 여러 큐비트를 ‘양자 얽힘(entangled)’ 상태로 만들어야 한다. 아직 양자컴퓨터의 연산 가능 시간이 짧아 다수 큐비트의 얽힘 상태를 안정적으로 유지하기 어렵다.</p>
          <p contents-hash="4514abd27c424929bd9eeb3c268afacd7d64c78b550f19d7f39c02f0ee840358" dmcf-pid="KmrngDMUu5" dmcf-ptype="general">김 교수는 “현재 IBM 양자컴퓨터에서 얽힘 상태를 구현할 수 있는 건 7, 8큐비트 정도인 것으로 알고 있다”며 “스파크는 5큐비트를 온전히 활용할 수 있기 때문에 생각보다 큰 차이가 없다”고 설명했다. 실제로 구성품을 분리해 살펴볼 수 있다는 것도 차별점이다. 김 교수는 “국내 기업들이 초전도 케이블, 원자시계, 신호 증폭기 소자 등 양자컴퓨터 소재·부품·장비를 연구개발(R&amp;D)하고 테스트하는 플랫폼으로 쓸 수 있다”고 강조했다.</p>
          <p contents-hash="ea9140480b7a931ead1a67c9d6db6ae0c3880f2ec284c3ce399851a53029d707" dmcf-pid="9smLawRuuZ" dmcf-ptype="general">이병구 동아사이언스 기자 2bottle9@donga.com </p>
         </section> 
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