양자컴퓨팅과 클라우드
현재까지 여러분들께서 보셨던 양자컴퓨터는 조금은 기괴한 모습의 커다란 기계장치입니다. 게다가 극저온 냉각장치나 외부 환경으로부터 큐빗이 변형되는 것을 막을 수 있는 특수한 장치가 필요하다 보니 일반인들이 양자컴퓨터를 접하기란 쉬운 일이 아니라고 생각하셨을 것 같습니다.
그러나 양자컴퓨터는 의외로 가까이 있고 바로 사용해볼 수도 있습니다. 왜냐면 양자컴퓨터 제조사들이 클라우드 형태로 서비스를 제공하고 있으니까요.
클라우드 서비스 현황
양자 컴퓨터가 만들어진 초기에는 연구소 등 특정 사용자들만 접근할 수 있었습니다. 그러나 좀 더 많은 사람들과 기업들이 활용하여 생태계를 키우고 상용화를 앞당기기 위해 대다수의 양자 컴퓨터 제조사들은 양자 컴퓨팅 클라우드를 구축하기 시작했습니다.
IBM은 2016년부터 인터넷을 통해 자사의 양자컴퓨터에 접속할 수 있는 Quantum Experience 서비스를 제공하고 있습니다. Quantum Lab은 주피터 노트북에서 실행가능하므로 기존에 주피터 노트북에서 파이썬을 사용하셨던 분들이라면 익숙하게 접근이 가능합니다. 코딩조차 어렵다 하시는 분들을 이해 Quantum Composer라는 환경도 제공하고 있네요.
IBM은 이렇게 클라우드를 통해 20대 이상의 양자컴퓨터를 제공하고 있으며, 현재 최대 127큐빗의 머신을 사용할 수 있습니다. 현재는 전세계적으로 약 450,000명 이상이 사용하고 있다고 합니다.
구글 역시 Quantum AI를 통해 54큐빗의 Sycamore머신을 사용할 수 있는 환경을 제공하고 있습니다. IONQ 역시 클라우드 형태로 자사의 양자컴퓨터에 접속 가능한 서비스를 제공하고 있습니다.
앞에 언급 된 3개 회사들이 범용 양자 컴퓨터 서비스를 제공한다면, 캐나다에 본사를 두고 있는 D-wave도 2010년부터 LEAP이라는 플랫폼을 통해 양자 어닐링 머신을 제공하고 있습니다. 현재는 5,000큐빗의 양자 어닐링 머신을 이용할 수 있습니다.
AWS나 마이크로소프트는 양자컴퓨터를 직접 개발하는 대신 자사의 클라우드 플랫폼을 통해 앞서 말씀드린 여러 제조사들과 제휴하여 다양한 양자컴퓨터를 선택하여 사용할 수 있는 환경을 제공하고 있습니다. (참고로 AWS나 마이크로소프트도 현재는 양자컴퓨터를 개발 중에 있습니다.)
AWS는 Amazon Braket을 통해 IonQ, OQC(Oxford Quantum Circuit), Rigetti, D-wave 등의 양자컴퓨터에 접근할 수 있으며, 마이크로소프트는 Azure Quantum을 통해 하니웰, IonQ, QCI(Quantum Circuits Inc) 등 다양한 양자컴퓨터를 사용할 수 있습니다. 구글 역시 2021년부터 구글 마켓 플레이스에 IONQ의 양자컴퓨터 서비스를 추가하여 클릭 몇 번으로 구매가 가능합니다.
과금 체계
양자컴퓨터의 사용료는 얼마나 할까요? 양자컴퓨팅 클라우드의 과금기준은 서비스 업체에 따라 사용할 머신에 따라 다양합니다. 사용 시간 기준으로 과금하기도 하고, QPU(Quantum Processing Unit)를 사용한 용량 기준으로 과금하는 곳도 있습니다. 최근 D-Wave에서는 developer-seat 당 과금하는 방식과 만약 모형을 운영하는 경우에는 service별로 과금 방식을 소개하기도 했습니다. 양자컴퓨팅 기술이 아직은 초기 단계이다 보니 과금 체계 역시 기술 발전에 따라 계속 변화할 것으로 보입니다.
현재 기준으로 몇 가지 예를 말씀드리면, IBM은 3년 약정으로 연간 최소 50만달러(약 6억 5천만원)를 지불하면 양자컴퓨터를 자유롭게 사용할 수 있는 프리미엄 플랜을 제공하고 있으며, Qiskit Runtime 초당 1.6달러(약 1,950원)에 사용할 수 있는 pay-as-you-go 모델도 선보였습니다.
D-wave의 LEAP 클라우드 플랫폼의 경우는 연간 구독료가 7만달러(한화 약 9천2백만원)이며 세금 등을 포함하면 그 이상일 것으로 보입니다.
AWS Braket은 과금기준이 조금 더 복잡합니다. QPU(Quantum Processing Unit)사용 부분만 보면 shot당 가격, task당 가격을 다음과 같이 제시하고 있습니다. 알고리즘을 한번 실행하는 것을 shot이라고 하며 양자컴퓨터의 계산 결과는 확률적이기 때문에 정확한 결과를 얻으려면 동일 알고리즘을 여러번 반복하여 실행해야 합니다. shot을 여러 번 돌리는 일련의 작업을 task라고 하며 최적의 결과를 얻기 위해 파라미터를 변경하여 task를 다시 수행해야 할 때 추가되는 가격도 있습니다.
물론 여기에는 순수하게 QPU 사용료만 포함된 것이고, 기본적인 클라우드 작업 공간으로 AWS EC2나 코딩하고 결과를 테스트할 수 있는 주피터 노트북 등의 비용은 제외되어 있습니다.
일부 양자컴퓨터 제조사들은 소규모 큐빗 머신을 사용해 볼 수 있는 무료 계정을 제공하고 있으니 각사 홈페이지를 방문해보시는 것도 추천드립니다.
저희 KQC는 기업을 대상으로 IBM의 양자컴퓨터를 이용할 수 있는 access 서비스를 제공하고 있으며, 수년내 실물 양자컴퓨터도 도입하여 하드웨어와 소프트웨어를 모두 갖춘 토탈 양자컴퓨팅 플랫폼을 제공하고자 합니다.
“When you access Gmail, you’re using your computer as a portal into Google’s big computer system. There are lots of entities building quantum computers, they’ll be accessible through the cloud.”
1QBit의 CEO, 앤드류 퍼스먼은 “당신이 구글의 Gmail에 접속한다면, 구글의 대형 컴퓨터 시스템에 접속할 수 있는 입구로서 당신의 컴퓨터를 사용하고 있는 것”이라고 말했습니다. 양자컴퓨터 하드웨어를 직접 구매하지 않아도 심지어 어떻게 동작하는지 알지 못해도 PC에서 인터넷만 된다면 양자컴퓨터를 이용할 수 있는 그야말로 QaaS(Quantum as s Service)시대가 도래했습니다.
(참조: https://newsroom.ibm.com/2022-11-09-IBM-Unveils-400-Qubit-Plus-Quantum-Processor-and-Next-Generation-IBM-Quantum-System-Two, https://aws.amazon.com/marketplace/pp/prodview-swm25ss53l2ss?sr=0-1&ref_=beagle&applicationId=AWSMPContessa, https://edition.cnn.com/2020/01/14/tech/quantum-computing-cloud/index.html)
KQC는 상용 양자 알고리즘 및 소프트웨어의 연구/개발을 학계와 업계의 협업을 통해 진행하고 있는 회사입니다. 새로운 기술과 영역에 도전하고 싶은 데이터 사이언티스트는 물론 양자 컴퓨팅을 활용하고자 하는 기업들의 연락을 기다립니다.
https://www.kqchub.com/contactus를 방문하셔서 form을 작성하시거나, info@kqchub.com으로 연락주세요.
