2015.12.10

NASA-구글, 양자 컴퓨팅 성능 시험 결과 공개…”싱글코어 PC의 1억 배 성능”

Martyn Williams | IDG News Service
NASA의 첨단 슈퍼컴퓨팅 시설인 에임스 연구센터(Ames Research Center) 중심에 자리 잡은 검은 상자는 겉으로는 단순해 보인다. 전통적인 슈퍼컴퓨터에 비해 정원 창고만한 작은 크기이다. 하지만 내부에서는 엄청난 일이 벌어지고 있다.

이 검은 컴퓨터의 이름은 D-웨이브 2X. 양자 역학을 기반으로 하는 새로운 종류의 컴퓨터 중 가장 발전된 예로, 이론적으로는 기존에 몇 년씩 걸렸던 복잡한 문제를 단 몇 초 만에 풀 수 있다.


NASA 에임스 연구센터의 D-웨이브 2X 양자 컴퓨터

양자 컴퓨터는 근본적으로 오늘날의 컴퓨터와는 전혀 다른 원리를 기반으로 한다. 기존 컴퓨터에서 비트는 0이나 1을 의미하는데 반해, 양자 컴퓨터에서 비트는 동시에 0과 1 둘 다가 될 수 있다. 따라서 일반적인 3비트는 한 번에 8개(2의 3승)의 값을 가지는 3개의 큐비트(Qubit)가 된다. 이런 원리를 기반으로 연산 속도가 한층 더 빨라지는 것이다.

관련 연구는 아직 초기 단계이며, 상용 제품의 출시는 수십 년 뒤가 될 수 있다. 하지만 NASA와 구글 엔지니어 팀은 D-웨이브가 싱글 코어 프로세서를 탑재한 전통적인 컴퓨터보다 1억배 빠르다는 결론을 얻었다고 밝혔다.

구글의 엔지니어링 디렉터 하멋 네븐은 연구 성과 발표회에서 “D-웨이브가 1초에 하는 작업”을 기존 싱글 코어 PC에서 비슷한 작업을 수행하려면 “1만 년”이 걸릴 수 있다고 강조했다.

연구계는 이를 아주 긍정적인 단계로 보고 있지만, 위험 요소가 없는 것은 아니다. 가장 큰 문제는 문제의 컴퓨터가 특정 최적화 작업에 맞춰 만들어졌다는 것이다.

최적화 문제는 원하는 결과를 얻기 위한 수많은 방법이 존재하는 것이다. 전통적인 예는 여러 도시를 들러야 하는 영업사원이 가장 효과적인 경로를 찾아내는 것이다. 들어야 할 도시가 늘어나면, 가능 경로의 수 역시 늘어나고, 전통적인 컴퓨터는 금방 현실적인 시간에 처리할 수 없는 상태가 되고 많다.

비슷한 문제는 우주 탐사나 항공관제 모델링에도 존재하는데, 바로 NASA가 막대한 컴퓨팅 자원을 쏟아 붓고 있는 분야이다.


D-웨이브 2X의 핵심인 베수비오(Vesuvius) 칩

이번에 D-웨이브를 테스트한 문제는 이런 변수가 거의 1,000개에 달하는 것이었다. NASA Ames의 탐사 기술 디렉터 루팍 비스바스는 “NASA에는 전통적인 슈퍼컴퓨터에서는 문제의 과도한 복잡성 때문에 현실적인 시간 내에는 처선의 답을 찾아내지 못하는 다양한 애플리케이션이 있다. 따라서 양자 역학을 이용하는 시스템은 이런 문제를 해결할 수 있는 기회를 제공한다”라고 설명했다.

이번 테스트 결과는 캐나다의 신생 컴퓨터 업체인 D-웨이브 시스템(D-Wave Systems)에게는 중요하다. NASA ARC에 설치된 양자 컴퓨터는 이 회사가 만든 3대의 컴퓨터 중 하나이다. 나머지 두 대는 미국 로스알라모스 국립연구소와 록히드 마틴이 소유하고 있다.

NASA에 설치한 첫 번째 양자 컴퓨터의 시험 결과가 나왔을 때 업계에는 과연 기존 컴퓨터를 능가하는 성능을 낼 수 있는지에 대해 논란이 일었다. 하지만 1세대 D-웨이브 컴퓨터는 512큐비트를 기반으로 한 반면, 현재는 1,097큐비트도 업그레이드된 상태이다.

한편이 구글이 발표한 연구 보고서는 아직 피어 리뷰를 거치지 않은 상태이기 때문에 과학자들은 아직 최신 결과에 큰 비중을 두지 않고 있다.
 


2015.12.10

NASA-구글, 양자 컴퓨팅 성능 시험 결과 공개…”싱글코어 PC의 1억 배 성능”

Martyn Williams | IDG News Service
NASA의 첨단 슈퍼컴퓨팅 시설인 에임스 연구센터(Ames Research Center) 중심에 자리 잡은 검은 상자는 겉으로는 단순해 보인다. 전통적인 슈퍼컴퓨터에 비해 정원 창고만한 작은 크기이다. 하지만 내부에서는 엄청난 일이 벌어지고 있다.

이 검은 컴퓨터의 이름은 D-웨이브 2X. 양자 역학을 기반으로 하는 새로운 종류의 컴퓨터 중 가장 발전된 예로, 이론적으로는 기존에 몇 년씩 걸렸던 복잡한 문제를 단 몇 초 만에 풀 수 있다.


NASA 에임스 연구센터의 D-웨이브 2X 양자 컴퓨터

양자 컴퓨터는 근본적으로 오늘날의 컴퓨터와는 전혀 다른 원리를 기반으로 한다. 기존 컴퓨터에서 비트는 0이나 1을 의미하는데 반해, 양자 컴퓨터에서 비트는 동시에 0과 1 둘 다가 될 수 있다. 따라서 일반적인 3비트는 한 번에 8개(2의 3승)의 값을 가지는 3개의 큐비트(Qubit)가 된다. 이런 원리를 기반으로 연산 속도가 한층 더 빨라지는 것이다.

관련 연구는 아직 초기 단계이며, 상용 제품의 출시는 수십 년 뒤가 될 수 있다. 하지만 NASA와 구글 엔지니어 팀은 D-웨이브가 싱글 코어 프로세서를 탑재한 전통적인 컴퓨터보다 1억배 빠르다는 결론을 얻었다고 밝혔다.

구글의 엔지니어링 디렉터 하멋 네븐은 연구 성과 발표회에서 “D-웨이브가 1초에 하는 작업”을 기존 싱글 코어 PC에서 비슷한 작업을 수행하려면 “1만 년”이 걸릴 수 있다고 강조했다.

연구계는 이를 아주 긍정적인 단계로 보고 있지만, 위험 요소가 없는 것은 아니다. 가장 큰 문제는 문제의 컴퓨터가 특정 최적화 작업에 맞춰 만들어졌다는 것이다.

최적화 문제는 원하는 결과를 얻기 위한 수많은 방법이 존재하는 것이다. 전통적인 예는 여러 도시를 들러야 하는 영업사원이 가장 효과적인 경로를 찾아내는 것이다. 들어야 할 도시가 늘어나면, 가능 경로의 수 역시 늘어나고, 전통적인 컴퓨터는 금방 현실적인 시간에 처리할 수 없는 상태가 되고 많다.

비슷한 문제는 우주 탐사나 항공관제 모델링에도 존재하는데, 바로 NASA가 막대한 컴퓨팅 자원을 쏟아 붓고 있는 분야이다.


D-웨이브 2X의 핵심인 베수비오(Vesuvius) 칩

이번에 D-웨이브를 테스트한 문제는 이런 변수가 거의 1,000개에 달하는 것이었다. NASA Ames의 탐사 기술 디렉터 루팍 비스바스는 “NASA에는 전통적인 슈퍼컴퓨터에서는 문제의 과도한 복잡성 때문에 현실적인 시간 내에는 처선의 답을 찾아내지 못하는 다양한 애플리케이션이 있다. 따라서 양자 역학을 이용하는 시스템은 이런 문제를 해결할 수 있는 기회를 제공한다”라고 설명했다.

이번 테스트 결과는 캐나다의 신생 컴퓨터 업체인 D-웨이브 시스템(D-Wave Systems)에게는 중요하다. NASA ARC에 설치된 양자 컴퓨터는 이 회사가 만든 3대의 컴퓨터 중 하나이다. 나머지 두 대는 미국 로스알라모스 국립연구소와 록히드 마틴이 소유하고 있다.

NASA에 설치한 첫 번째 양자 컴퓨터의 시험 결과가 나왔을 때 업계에는 과연 기존 컴퓨터를 능가하는 성능을 낼 수 있는지에 대해 논란이 일었다. 하지만 1세대 D-웨이브 컴퓨터는 512큐비트를 기반으로 한 반면, 현재는 1,097큐비트도 업그레이드된 상태이다.

한편이 구글이 발표한 연구 보고서는 아직 피어 리뷰를 거치지 않은 상태이기 때문에 과학자들은 아직 최신 결과에 큰 비중을 두지 않고 있다.
 


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