양자컴퓨팅은 이제 이론이 아닌 현실의 기술로 기업 혁신의 핵심에 진입하고 있다. 기존의 비트 기반 컴퓨팅이 한계에 부딪히는 복잡한 문제를, 양자 얽힘과 중첩을 활용한 큐비트(Quantum Bit)로 처리하는 시대가 열리고 있다. 특히 생성AI(Generative AI)의 고도화와 더불어, 학습 데이터의 정확도와 다양성을 확보하기 위한 ‘양자 생성 데이터(Quantum-Generated Data)’에 대한 관심이 급증하고 있다. 이 같은 흐름 속에서 양자 연산의 신뢰성과 정확도를 결정하는 ‘충실도(Fidelity)’는 상용화를 가늠하는 핵심 지표가 되고 있다.

양자 컴퓨팅 분야의 글로벌 선도 기업 퀀티넘(Quantinuum)은 높은 충실도를 구현한 상용 양자 컴퓨터 ‘헬리오스(Helios)’를 출시했다. 헬리오스는 2큐비트 게이트 충실도 99.921%, 1큐비트 게이트 충실도 99.9975%를 기록했으며, 오류 감지 및 수정이 가능한 논리 큐비트(Logical Qubit) 48개를 갖췄다. 충실도는 양자 상태나 연산이 이론적으로 의도된 결과와 얼마나 정확하게 일치하는지를 나타내는 정확도 지표이다.

특히, 헬리오스는 동종 최초로 실시간 제어 엔진을 내장해, 개발자가 이기종 클래식 컴퓨터를 프로그래밍하듯 양자 코드를 작성할 수 있게 한다. 새롭게 도입된 파이썬(Python) 기반 언어 ‘거피(Guppy)’는 양자와 클래식 연산을 하나의 프로그램에서 자연스럽게 결합하도록 설계됐다. 퀀티넘은 헬리오스를 클라우드 서비스와 온프레미스(On-premise) 제품 형태로 기업 고객에게 제공한다.

엔비디아 연동 생성양자AI 가속...산업 적용 사례 확산

퀀티넘은 생성양자 AI(GenQAI) 구현을 위한 핵심 인프라로 헬리오스를 정의하며, 엔비디아와 협력해 양자-AI 통합 생태계를 구축하고 있다. 이번 협업으로 헬리오스는 엔비디아 GB200과 NVQLink로 연결되며, CUDA-Q 플랫폼을 활용해 실시간 오류 수정 및 AI 모델 학습을 가속화한다.

이 기술은 신약 개발, 금융 분석, 소재 과학 등 실제 산업 분야에서 상용화가 가능한 정확도를 제공한다. 퀀티넘은 이미 주요 글로벌 기업과 협력 중이다. 암젠(Amgen)은 하이브리드 양자-머신러닝을 통해 생물학 연구를 진전시키고 있으며, BMW 그룹은 연료전지 촉매 연구에 헬리오스를 활용 중이다. 또한, 제이피모건체이스(JPMorganChase)는 고급 금융 분석, 소프트뱅크(SoftBank)는 차세대 배터리 및 유기소재 연구에 도입하고 있다.

퀀티넘은 싱가포르 국가양자사무소(NQO) 및 국가양자컴퓨팅허브(NQCH)와 전략적 파트너십을 체결했다고 밝혔다. 이를 통해 싱가포르 내 헬리오스 활용 기반을 마련하고, 계산생물학·재무 모델링·첨단소재·조합최적화 등 다양한 응용 분야에서 양자 컴퓨팅의 상업적 적용을 확대할 계획이다.

또한, 퀀티넘은 생태계 확장을 위한 신규 프로그램도 공개했다. 고객 협업을 위한 사용자 그룹 ‘Q-Net’과 스타트업을 지원하는 파트너 프로그램을 통해, 개발자들이 헬리오스 기반 애플리케이션을 구축하고 상용화할 수 있도록 지원한다.

퀀티넘 CEO 라지브 하즈라(Dr. Rajeeb Hazra) 박사는 “이제 기업들은 최초로 고도로 정확한 범용 양자 컴퓨터를 활용해 현실 세계의 문제를 해결할 수 있게 됐다.”며 “헬리오스는 양자와 생성AI의 결합을 통해 신약, 금융, 소재 연구 등에서 산업 혁신을 이끌 것”이라고 강조했다.