KISTI, NVIDIA·IonQ와 손잡고 '양자-HPC 하이브리드'
글로벌 선도 인프라 구축 나선다

- 슈퍼컴퓨터 6호기 '한강'과 양자컴퓨터 'Tempo' 연동

- 양자-HPC 통합 기술 개발, AI 모델 최적화 및 글로벌 인재 양성 협력

- 'K-문샷', '과학기술×AI' 국가전략의 핵심 동력인 컴퓨팅 인프라 선점

□ 한국과학기술정보연구원(원장 이식, 이하 KISTI)은 3월 18일(현지 시각) 미국 산호세에서 글로벌 인공지능(AI) 컴퓨팅 기업 엔비디아(NVIDIA), 양자컴퓨팅 전문 기업 아이온큐(IonQ)와 함께 '양자-고성능컴퓨팅(HPC) 하이브리드 컴퓨팅 기술 협력 및 생태계 활성화를 위한 3자 업무협약'을 체결했다.

□ 이번 협약은 과학기술정보통신부가 지원하는 '양자컴퓨팅 서비스 및 활용체계 구축 사업'의 일환으로 추진됐다. 3사는 KISTI에 설치될 IonQ의 차세대 양자컴퓨터 '템포(Tempo)'와 올 하반기 가동 예정인 국가 슈퍼컴퓨터 6호기 '한강(HANGANG)'을 물리적으로 연동해 세계 최고 수준의 '양자-HPC 하이브리드 계산 환경'을 구축하는 데 힘을 모으기로 했다.

□ 특히 이번 협력은 단순한 인프라 연동을 넘어, 난제 해결을 위한 복잡한 알고리즘을 슈퍼컴퓨터에서 시뮬레이션하고 이를 실제 양자 하드웨어에 최적화해 실행하는 통합 플랫폼 구현을 목표로 한다. 주요 협력 내용은 다음과 같다.

• 양자-HPC 하이브리드 기술 공동 연구개발: IonQ의 양자 하드웨어와 KISTI의 HPC 인프라 통합 및 응용 기술 개발

• 차세대 알고리즘 시뮬레이션: 차세대 양자 하드웨어 및 알고리즘을 위한 시뮬레이션 기술과 애플리케이션 공동 연구

• 양자 가속 AI 모델 개발: 양자 기술 발전을 가속화하기 위한 AI 모델 연구 및 최적화

• 글로벌 양자 인재 양성: 연구 인력 교류, 공동 워크숍 및 전문 교육 프로그램 운영

• 국내 양자 생태계 확대: 한국 내 양자컴퓨터 활용 저변 확대 및 산업 생태계 활성화를 위한 공동 노력

□ 이번 협력은 글로벌 양자 패권 경쟁 속에서 한국의 기술적 위상을 한 단계 끌어올리는 중요한 분기점이 될 것으로 기대된다. 그동안 양자컴퓨팅과 슈퍼컴퓨팅은 각각 독립적인 영역에서 발전해 왔으나, 최근 글로벌 기술 트렌드는 두 시스템의 장점을 결합하는 '하이브리드 모델'로 급격히 전환되고 있다. 이번 3자 협력을 통해 한국은 고성능 그래픽처리장치(GPU) 기반 슈퍼컴퓨터와 상용 이온트랩 양자컴퓨터를 직접 연동하는 실증 사례를 확보하게 되며, 이는 한국이 글로벌 양자 하이브리드 컴퓨팅 기술의 표준을 선도하는 국가로 자리매김하는 계기가 될 전망이다.

□ 협력 기관인 NVIDIA와 IonQ는 각 분야의 세계 최고 기술력을 바탕으로 KISTI의 인프라 구축을 전폭적으로 지원한다. NVIDIA는 자사의 양자-HPC 통합 플랫폼인 '쿠다 큐(CUDA-Q)'를 중심으로 소프트웨어 스택을 제공해 양자 알고리즘의 고속 시뮬레이션과 실제 양자 하드웨어와의 실시간 연동을 지원한다. 특히 NVIDIA의 최신 GPU 가속 기술을 기반으로 한 '엔브이큐링크(NVQLink)'는 양자 프로세서를 최신 NVIDIA 가속 컴퓨팅과 통합할 수 있는 기능을 제공해 양자 오류 정정(QEC) 속도를 비약적으로 향상시킨다.

□ IonQ는 100큐비트 차세대 이온트랩 양자컴퓨터 '템포'를 제공한다. '템포'는 바륨 이온 기술을 적용해 높은 충실도와 긴 결맞음 시간을 자랑하며, 64 알고리즘 큐비트(#AQ*64) 성능을 목표로 설계돼 실제 산업적 난제 해결에 근접한 계산 성능을 제공한다.

* #AQ(Algorithmic Qubits): 양자컴퓨터의 실제 성능을 측정하는 지표로, 단순히 물리적 큐비트 수가 아닌 실제 알고리즘을 얼마나 정확하게 수행할 수 있는지를 나타내는 척도

□ NVIDIA의 젠슨 황(Jensen Huang) 최고 경영 책임자는 지난해 10월 방한 당시 “머지않은 미래에 모든 NVIDIA GPU 슈퍼컴퓨터는 양자 프로세서와 긴밀히 결합된 하이브리드 형태로 발전할 것”이라고 밝혔으며, KISTI와 기술협력을 위한 '전문가 조직(Center of Excellence, CoE)'을 구성하기로 약속한 바 있다. IonQ 역시 올해 1월 과학기술정보통신부와 '퀀텀 솔루션 혁신 허브 구축' 업무협약을 체결하는 등 한국의 양자컴퓨팅 활용 생태계 강화를 위한 협력을 지속적으로 강화해 왔다. 이러한 일련의 과정은 이번 3자 협력을 위한 견고한 기반이 됐다.

□ 이번 협력을 통해 KISTI는 국가 초고성능컴퓨팅센터로서 축적해 온 HPC 인프라 운영 노하우와 NVIDIA의 가속 컴퓨팅 기술, IonQ의 고성능 양자 하드웨어를 결합하게 된다. 이를 바탕으로 국내 연구자들은 세계적 수준의 양자-HPC 하이브리드 환경에서 신약 개발, 신소재 연구, 금융 최적화 등 복잡한 난제들을 해결할 수 있는 실증적인 연구 인프라를 제공받게 될 전망이다. 또한 '과학기술×AI'를 활용해 과학기술 혁신 가속화와 국가적 미션 해결을 목표로 하는 정부의 'K-문샷 추진전략'을 실질적으로 뒷받침하는 중요한 발판이 될 것으로 기대된다.

□ KISTI 이식 원장은 “이번 3자 협력은 글로벌 양자-HPC 통합 기술 트렌드를 선도하고, 국내 연구자들에게 세계 최고 수준의 컴퓨팅 환경을 제공하기 위한 중대한 전환점이 될 것”이라며, “국가 슈퍼컴퓨터 6호기 '한강'과 양자컴퓨터 '템포'의 시너지를 극대화해 한국이 글로벌 양자 경제 시대의 핵심 허브로 도약할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

(왼쪽부터) 마크 해밀턴(Marc Hamilton) NVIDIA 글로벌 솔루션 아키텍처·엔지니어링 담당 부사장, 이식 KISTI 원장, 스콧 밀러드(Scott Millard) IonQ 최고 사업 책임자 (2026. 3. 18., 미국 산호세)