기업들은 실용적인 양자 컴퓨팅 솔루션이 주류 채택까지 몇 년이 걸릴 것으로 예상되면서 하이브리드 양자-고전 시스템에 투자하고 있습니다. 확장 가능한 양자 컴퓨터를 구축하려는 경쟁이 계속되는 가운데, 기업들은 점차적으로 하이브리드 양자-고전 시스템을 채택하여 가까운 미래에 양자 기술의 잠재력을 활용하고 있습니다. 실용적인 대규모 양자 컴퓨팅은 아직 몇 년이 걸리지만, 하이브리드 시스템은 고전 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅의 장점을 결합하여 두 가지 방식만으로는 효율적으로 해결할 수 없는 복잡한 문제에 대한 해결책을 제공합니다.
하이브리드 양자-고전 시스템은 고전 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅의 강점을 모두 활용합니다:
고전 시스템: 속도와 신뢰성으로 알려진 고전 컴퓨터는 데이터 전처리, 오류 수정, 양자 결과를 실제 응용 프로그램에 통합하는 등의 작업을 처리합니다.
양자 시스템: 양자 컴퓨터는 최적화, 분자 시뮬레이션, 암호화와 같은 특정 작업에서 뛰어난 성능을 발휘하며, 양자 역학을 활용하여 계산 속도를 기하급수적으로 높일 수 있습니다.
이 시스템에서 고전 컴퓨터는 주요 프로세서로 작동하며, 계산적으로 집약적인 하위 문제를 양자 프로세서에게 위임합니다. 양자 컴퓨터에서 나온 결과는 다시 전체 솔루션에 통합됩니다.
왜 기업들이 하이브리드 시스템에 투자하는가?
양자 장점에 대한 조기 접근
현재의 양자 컴퓨터(종종 NISQ 시스템, 즉 Noisy Intermediate-Scale Quantum 시스템으로 불림)는 규모가 제한적이고 오류가 발생할 가능성이 있지만, 하이브리드 시스템은 기업들이 결함에 강한 양자 기계가 등장할 때까지 양자 알고리즘의 일부 이점을 얻을 수 있도록 합니다.
실제 문제 해결
하이브리드 시스템은 이미 다음과 같은 산업에서 실제 문제 해결에 적용되고 있습니다:
금융: 포트폴리오 최적화 및 리스크 분석.
물류: 공급망 및 배송 경로 최적화.
헬스케어: 분자 및 단백질 상호작용 시뮬레이션을 통한 약물 발견 가속화.
점진적인 통합
많은 기업들에게 하이브리드 시스템은 양자 컴퓨팅으로의 더 부드러운 전환을 제공합니다. 양자 솔루션을 점진적으로 통합함으로써, 기업들은 기술의 초기 단계에서 완전하게 의존하지 않고 전문 지식과 인프라를 구축할 수 있습니다.
비용 효율성
완전한 양자 컴퓨터는 비싸고 상당한 유지 보수가 필요합니다. 하이브리드 시스템은 양자 컴퓨터를 독특한 가치를 추가하는 데만 사용하고, 나머지는 고전 시스템에 의존함으로써 비용을 최소화합니다.
하이브리드 시스템의 핵심 기술
양자 알고리즘
Variational Quantum Eigensolver (VQE) 및 Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA)과 같은 알고리즘은 하이브리드 환경에서 작동하도록 특별히 설계되었으며, 양자 시스템은 하위 문제를 해결하고 고전 시스템은 결과를 정제하고 검증합니다.
클라우드 기반 양자 접근
IBM, 구글, 아마존과 같은 주요 기업들은 양자 컴퓨팅을 서비스로 제공(QCaaS)하여, 기업들이 양자 하드웨어에 원격으로 접근하고 이를 고전 작업 흐름에 통합할 수 있게 합니다.
양자 소프트웨어 플랫폼
IBM의 Qiskit, Rigetti의 Forest, Xanadu의 PennyLane과 같은 도구는 개발자들이 하이브리드 양자-고전 작업 흐름을 원활하게 프로그램할 수 있도록 지원합니다.
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