독일 함부르크 자유 한자시(Freie und Hansestadt Hamburg)는 양자컴퓨터와 인공지능(AI)을 결합한 ‘함부르크 양자 기계 학습 프로젝트’(Hamburg Full Stack Quantum Machine Learing, HQML)를 발표했다.

이 프로젝트는 양자 컴퓨팅 아키텍처 기업 ‘패리티큐씨’(ParityQC), ‘독일 전자 싱크로트론’(DESY), ‘엘렉트론’(eleQtron), 독일 항공우주 센터의 ‘양자 컴퓨팅 이니셔티브’(DLR QCI)가 참여한다.

또한, ‘함부르크 투자개발은행’(IFB Hamburg)이 재정적 지원을 통해 연구 개발(R&D)에 박차를 가한다.

HQML 프로젝트의 핵심 목표는 ‘유럽 입자 물리 연구소’(CERN)의 ‘대형 강입자 충돌기’(LHC)에서 생성되는 막대한 양의 실험 데이터를 효율적으로 처리하는 것이다.

대형 강입자 충돌기(LHC)는 스위스 제네바에 위치한 세계 최대 입자 가속기다.

향후 2032년 예정된 LHC 업그레이드 이후에는 현재보다 10배 이상 많은 데이터가 생성될 것으로 전망된다.

기존 컴퓨터로는 이러한 데이터를 처리하는 데 수년이 걸릴 수 있어 새로운 기술 도입이 시급한 상황이다.

양자 컴퓨터는 여러 상태를 동시에 계산하는 능력을 지니고 있어 AI와 결합하면 데이터 처리 속도와 정확성을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대받고 있다.

패리티큐씨(ParityQC)는 양자 알고리즘 최적화를 위한 하드웨어 및 소프트웨어 통합 설계를 담당한다.

독일 전자 싱크로트론(DESY)은 입자 가속기에서 수집한 이미지 데이터에 대한 기본 알고리즘을 제공하며, IBM 퀀텀 허브를 통해 IBM 양자 컴퓨터를 활용한 비교 실험도 병행한다.

양자 컴퓨팅 이니셔티브(DLR QCI)는 이온 트랩 기반 양자 컴퓨터 큐씨아이(QSea I)의 운영 시간을 제공해 양자컴퓨팅 하드웨어 벤치마킹 작업을 수행한다.

이온 트랩은 전자기장을 이용하여 이온을 가두어 양자 계산을 수행하는 장치로 엘렉트론은 독일 최초의 양자 컴퓨터 운영 경험을 바탕으로 정밀한 이온 프로세서 제어 기술을 지원한다.

DESY의 기술 책임자인 아릭 빌너는 “HQML 프로젝트는 기초 연구, 응용 연구, 산업계의 협력을 통해 빅데이터 처리의 난제를 해결하는 선도적인 모델이 될 것.”이라 말하면서 “HQML 프로젝트는 독일, 특히 함부르크가 양자 컴퓨팅 분야의 중심지로 도약하는 데 중요한 전환점이 될 것.”이라고 덧붙였다.

이번 기술 개발은 물리학 연구뿐만 아니라 의료 진단, 환경 분석, 경제 모델링 등 다양한 분야에 걸쳐 적용될 전망이며, 독일에서 상용화를 앞당길 것으로 기대받고 있다.