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[Tech Trend] 양자컴퓨터가 가져올 산업 혁신 – ③제조•농업•안보
[Tech Trend] 양자컴퓨터가 가져올 산업 혁신 – ③제조•농업•안보
  • 김태훈 기자
  • 승인 2021.04.05 09:00
  • 댓글 0
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차세대 계산기로 주목되는 양자컴퓨터는 머지않아 기존의 어떤 컴퓨터보다도 훨씬 빠른 속도로 문제를 해결할 수 있을 것이다. 때문에 화학반응 시뮬레이션이나 물류의 최적화, 대규모 데이터 세트의 분류 등 엄청난 변수와 가능성이 있는 과제를 안고 씨름하는 기업들은 관심을 집중할 수밖에 없다. 여러 산업 분야에 획기적인 변화를 가져올 수 있는 잠재력을 가지고 있는 것이다. 이미 여러 산업에서 그 가능성은 타진되고 있다. 양자컴퓨팅에 의한 혁신이 기대되는 주요 산업을 정리해 본다. (편집자)

■ 제조•산업디자인

양자컴퓨팅은 제조나 산업디자인을 중시하는 대기업의 주목도 받는다.

유럽 에어버스는 2015년에 양자컴퓨팅 부문을 신설했을 뿐 아니라 양자 소프트웨어 개발사인 미국 QC웨어(QC Ware)와 양자컴퓨터 제조업체 미국 아이온Q(IonQ)에 출자하고 있다.

에어버스가 주목하고 있는 분야 중 하나는 ‘양자 어닐링’ 방식의 양자컴퓨터를 디지털 모델 구축이나 재료 과학에 활용하는 것이다. 예를 들어, 일정한 성능을 가진 양자컴퓨터는 방대한 변수를 신속하게 선별해 가장 효율적인 비행기 날개의 디자인을 결정하는데 기여한다.

다임러도 양자컴퓨터를 활용해 고성능 배터리에 적용할 새로운 원료를 연구하고 있다.

IBM은 자사 양자컴퓨터를 제조업에서 활용하는 방안을 상정하고 있다. 제조업에서의 주요 용도로서 소재 과학이나 제어프로세스의 분석, 리스크 모델 구축 등을 제시하고 있다.

기계학습에 손을 대고 있는 캐나다 솔리드 스테이트 AI(Solid State AI) 등은 이미 제조업을 위한 양자 지원 서비스를 제공 중이다.

■ 농업

양자컴퓨터는 비료 생산을 효율화하고 농업을 활성화할 수 있다.

세계 각국의 농업에서 사용되는 거의 모든 비료는 암모니아를 원료로 하고 있다. 따라서 암모니아 또는 그 대체품의 생산을 효율화할 수 있으면 저렴하고 에너지 소비량도 적은 비료의 생산이 가능하게 된다. 유효한 비료를 더 쉽게 구할 수 있게 되면, 계속 증가하는 세계 인구에 충분한 식량을 공급할 수 있다.

암모니아는 수요가 많다. CB인사이트의 예상으로는 2025년 세계 시장 규모가 770억 달러(약 85조 원)에 이른다.

암모니아 합성이나 대체 프로세스는 오랫동안 거의 진전이 없었다. 합성이나 대체가 가능한 촉매의 조합 후보가 너무 많고, 기본적으로는 1900년대에 발명된 엄청난 에너지를 필요로 하는 기술을 여전히 사용하고 있다.

현재 슈퍼컴퓨터에서는 암모니아를 합성하는 최적의 촉매 조합을 특정하려면 수백 년이 걸린다. 하지만 고성능 양자컴퓨터를 사용하면 다양한 촉매 조합의 분석을 효율화 해 암모니아를 합성하는 것보다 적절한 방법을 찾을 수 있다. 이것은 화학 반응 시뮬레이션의 (신약에 이어)또 다른 응용 예이다.

또 식물 뿌리에 공생하는 박테리아는 니토로게나제라는 분자를 사용해 에너지를 거의 소비하지 않고 매일 암모니아를 생성하는 것으로 알려져 있다. 이 분자는 최고 성능의 슈퍼컴퓨터로 시뮬레이션 할 수 없고, 분석 자체가 진행되지 않는다. 하지만 미래의 양자컴퓨터를 사용하면 가능할 것이다.

■ 안보

세계 각국 정부는 양자컴퓨팅의 연구에 많은 비용을 투자하고 있다. 목적 중 하나는 안보 강화이다.

국방 분야에서, 양자컴퓨터의 응용으로는 스파이 활동을 위한 암호 해독, 전장 시뮬레이션의 실행, 고성능 군용 차량에 사용할 소재의 개발 등이 있다.

미국 정부는 지난해 에너지 당국이 운영하는 양자 기술 연구기관에 6억2500만 달러 정도를 기부한다고 발표했다. 마이크로소프트와 IBM, 록히드 마틴 등의 기업도 합계 3억4000만 달러를 제공했다.

중국 정부도 여러 양자 기술 프로젝트에 수십억 달러를 쏟아 붓고 있다.

양자컴퓨팅이 안보 분야에서 적극적인 역할을 담당하게 될 시기는 확실하지 않지만, 경쟁에 뒤처지고 싶은 나라는 없을 것이다. 새로운 ‘군비 경쟁’은 이미 시작된 셈이다.


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