엔비디아와 구글, 양자 컴퓨팅 설계 협력
엔비디아가 구글 양자 AI와 협력하여 차세대 양자 컴퓨팅 기기의 설계를 가속화하고 있습니다. 이를 통해 양자 컴퓨팅의 설계 과제를 해결하기 위한 디지털 모델을 구축합니다.
- 양자 컴퓨팅은 기존 컴퓨팅에 비해 지수적인 속도를 제공할 수 있어 금융, 암호 해독, 약물 발견 등 다양한 분야에 혁신적인 변화를 예고하고 있습니다.
- 2020년, 구글의 Sycamore 프로세서는 이전까지 불가능했던 문제를 몇 분 만에 해결하며 “양자 우월성”을 시연했습니다.
NVIDIA CUDA-Q 플랫폼의 역할
NVIDIA CUDA-Q 플랫폼을 통해 구글은 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅 플랫폼과 NVIDIA Eos 슈퍼컴퓨터를 활용해 양자 프로세서의 물리학을 시뮬레이션하고 있습니다. 이 시뮬레이션은 양자 컴퓨팅 하드웨어의 현재 한계를 극복하는 데 중요한 역할을 합니다.
- 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅은 양자컴퓨터의 강점을 고전 컴퓨팅과 결합하여 더 강력한 연산 능력을 제공합니다.
- CUDA-Q는 병렬처리 성능을 최적화해 양자 프로세서의 다양한 변수와 조건 하에서의 동작을 효과적으로 시뮬레이션합니다.
양자 하드웨어의 소음 문제 해결
양자 하드웨어 설계에서 소음을 이해하는 것은 매우 복잡한 동적 시뮬레이션을 필요로 합니다. 이를 통해 큐비트와 환경의 상호작용을 완벽하게 파악할 수 있습니다.
- 양자 잡음은 양자 상태의 결맞음 시간을 제한하여 계산의 정확성에 영향을 미칩니다. 이를 ‘디코히어런스’라고 하며, 이는 양자 컴퓨팅의 주요 과제 중 하나입니다.
- 연구에 따르면 1%의 잡음 감소는 양자 알고리즘의 성능을 대폭 개선할 수 있는 것으로 나타났습니다.
경제적이면서 강력한 시뮬레이션
기존에는 이러한 시뮬레이션이 고비용으로 인해 어려웠으나, CUDA-Q 플랫폼을 통해 구글은 NVIDIA Eos 슈퍼컴퓨터의 1,024개 NVIDIA H100 Tensor Core GPU를 사용하여 세계에서 가장 크고 빠른 양자 디바이스 시뮬레이션을 경제적으로 수행할 수 있습니다.
- NVIDIA H100 Tensor Core GPU는 AI와 HPC 시장을 겨냥하며 높은 연산 성능으로 양자 시뮬레이션의 효율성을 극대화합니다.
- 경제적 성과 측면에서, GPU 사용 시 약 100배 이상 비용 효율성을 높일 수 있으며, 이는 연구개발에 있어 필수적인 이점을 제공합니다.
양자 컴퓨팅 발전을 위한 AI 슈퍼컴퓨팅의 중요성
AI 슈퍼컴퓨팅은 양자 컴퓨팅의 성공에 중요한 역할을 합니다. 구글의 CUDA-Q 플랫폼 활용 사례는 GPU 가속 시뮬레이션이 현실 세계 문제를 해결하는 데 얼마나 중요한지 보여줍니다.
- AI 슈퍼컴퓨팅은 대규모 데이터 세트 분석, 패턴 인식과 같은 복잡한 문제를 해결하는 데 필요한 계산 능력을 제공합니다.
- 실제로, 슈퍼컴퓨터는 암호학이나 기후 모델링과 같은 복잡한 계산을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있도록 도와줍니다.
큐비트 디바이스의 현실적인 시뮬레이션
CUDA-Q와 H100 GPU를 통해 구글은 40큐비트를 포함한 디바이스의 현실적인 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다. 이는 해당 종류의 시뮬레이션 중 가장 큰 규모입니다.
- 2022년 기준으로, IBM은 127큐비트를 가진 Eagle 프로세서를 발표했으며, 이는 상용화된 큐비트 수가 지속적으로 증가하고 있음을 나타냅니다.
- 현실적인 시뮬레이션은 향후 더 많은 큐비트를 다루는 기기를 설계하는 데 중요한 단계로 작용합니다.
공개 소프트웨어로서의 CUDA-Q 플랫폼
이러한 가속된 동적 시뮬레이션을 지원하는 소프트웨어는 CUDA-Q 플랫폼에서 공개되어 양자 하드웨어 엔지니어들이 시스템 설계를 빠르게 확장할 수 있게 합니다.
- 공개 소스 소프트웨어의 특징은 추가적인 개발과 혁신을 촉진하며, 문제 해결을 위해 다양한 엔지니어와 연구자들이 아이디어를 공유하도록 장려합니다.
- 오픈 소스 모델을 통해, 양자 기술은 더 빠르게 발전할 가능성이 있으며 이를 통해 학계와 산업계 간의 협력이 촉진됩니다.
엔비디아의 리더십
엔비디아는 가속 컴퓨팅 분야에서 세계적인 리더로, 양자 컴퓨팅의 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다. 엔비디아의 기술은 양자 컴퓨팅의 혁신을 이끄는 데 기여하고 있습니다.
- 2022년 보고서에 따르면 엔비디아는 AI 및 머신러닝을 비롯한 첨단 컴퓨팅 시장에서 80% 이상의 GPU 시장 점유율을 차지하고 있습니다.
- 엔비디아의 지속적인 기술 혁신은 양자 컴퓨팅을 위한 하드웨어 및 소프트웨어 개발에 있어 중요한 견인 역할을 하고 있습니다.
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