급변하는 기술 세계에서 양자 컴퓨팅은 가장 유망하고 혁신적인 분야 중 하나로 떠오르고 있다. 이 혁명의 최전선에 서 있는 기업 중 하나는 바로 2013년 채드 리게티(Chad Rigetti)가 설립한 버클리 기반의 양자 컴퓨팅 기업인 Rigetti Computing, Inc.이다. Rigetti Computing은 인류가 직면한 가장 시급한 문제를 해결하기 위해 세계에서 가장 강력한 컴퓨터를 구축하는 데 전념하고 있다.
Rigetti Computing의 비전
Rigetti Computing은 실용적이고 확장 가능한 양자 컴퓨터를 구축하여 실제 문제 해결에서 기존 슈퍼컴퓨터를 능가하겠다는 대담한 비전으로 설립되었다. 채드 리게티는 IBM의 양자 컴퓨팅 연구원으로 근무했던 경험을 바탕으로, 양자 컴퓨팅이 제약, 재료 과학, 금융, 인공지능과 같은 산업을 혁신할 잠재력을 인식했다. 그는 이러한 비전을 실현하기 위해 양자 하드웨어를 발전시키는 것뿐만 아니라 그 힘을 활용할 소프트웨어와 알고리즘을 개발하는 회사를 만들기로 결심했다.
회사의 사명은 양자 우위(quantum advantage)를 달성하는 것이다. 양자 우위란 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터로는 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 시점을 의미한다. Rigetti는 양자 우위를 달성함으로써 과학적 발견, 최적화, 기계 학습 분야에서 새로운 가능성을 열어, 궁극적으로 복잡한 문제에 접근하는 방식을 혁신할 수 있다고 믿고 있다.
Rigetti는 누구인가?
채드 리게티는 캐나다에서 태어났으며, 물리학과 공학에 대한 깊은 관심을 바탕으로 학문적 역량을 쌓았다. 그는 예일 대학교(Yale University)에서 물리학 박사 학위를 취득했으며, 박사 과정 동안 양자 정보 과학(quantum information science) 분야에 집중했다. 예일 대학교는 양자 컴퓨팅 연구의 선두주자 중 하나로, 리게티는 이곳에서 양자 역학과 초전도 양자 비트(qubit) 기술에 대한 전문 지식을 습득했다.
리게티는 학문적 연구를 넘어 실용적인 기술 개발에 관심이 많았으며, 양자 컴퓨팅이 이론적 가능성을 넘어 실제 산업에 적용될 수 있는 잠재력을 일찍이 인식했다. 이러한 생각은 그가 학계를 넘어 산업계로 진출하는 데 중요한 동기가 되었다.
IBM에서의 경력
박사 학위를 취득한 후, 리게티는 IBM의 양자 컴퓨팅 연구팀에 합류했다. IBM은 당시 양자 컴퓨팅 연구의 선두주자 중 하나였으며, 리게티는 이곳에서 초전도 양자 비트 기술을 개발하고 양자 프로세서 설계에 참여하며 실질적인 경험을 쌓았다. IBM에서의 경험은 그가 양자 컴퓨팅의 기술적 도전과 상업적 가능성을 깊이 이해하는 데 큰 도움이 되었다. 그러나 리게티는 IBM 내에서의 연구가 너무 점진적이고 보수적이라고 느꼈다. 그는 양자 컴퓨팅이 더 빠르게 발전하고 실용적인 문제 해결에 적용될 수 있다고 믿었으며, 이를 위해 독자적인 회사를 설립하기로 결심했다.
Rigetti의 양자 기술
Rigetti Computing의 혁신의 핵심은 양자 하드웨어이다. 회사는 양자 역학의 원리를 기반으로 하는 초전도 양자 프로세서를 설계하고 제조한다. 이러한 프로세서는 양자 비트(qubit)를 사용하며, 양자 비트는 중첩 상태로 존재할 수 있어 복잡한 계산을 이전과는 비교할 수 없을 만큼 빠른 속도로 수행할 수 있다.
양자 프로세서
Rigetti의 양자 프로세서는 양자 컴퓨팅 산업에서 선도적인 접근 방식 중 하나인 초전도 회로를 사용하여 구축된다. 회사는 낮은 오류율을 가진 고품질의 양자 비트를 만들기 위한 독자적인 제조 공정을 개발했다. Rigetti의 프로세서는 양자 간섭을 유지하기 위해 필요한 극저온을 유지하는 극저온 시스템에 장착된다.
Rigetti의 주목할 만한 성과 중 하나는 Aspen 시리즈 양자 프로세서의 개발이다. 이 프로세서는 모듈식이고 확장 가능하도록 설계되어, 회사가 양자 비트의 수를 점진적으로 늘리고 성능을 개선할 수 있게 한다. Rigetti의 확장성에 대한 초점은 양자 우위를 달성하는 데 중요하다. 왜냐하면 복잡한 문제를 해결하기 위해서는 더 크고 안정적인 양자 시스템이 필요하기 때문이다.
양자 소프트웨어와 알고리즘
하드웨어 외에도 Rigetti Computing은 양자 소프트웨어 개발에서도 큰 진전을 이루었다. 회사의 Forest 소프트웨어 플랫폼은 개발자들이 Rigetti의 양자 프로세서에서 양자 알고리즘을 작성하고 실행할 수 있는 도구를 제공한다. Forest에는 양자 회로와 연산을 정의할 수 있는 Quil(Quantum Instruction Language)이라는 양자 프로그래밍 언어가 포함되어 있다.
Rigetti는 또한 Quantum Cloud Services(QCS)라는 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 서비스를 제공한다. 이를 통해 연구자와 기업들은 Rigetti의 양자 프로세서에 원격으로 접근할 수 있다. 이는 양자 컴퓨팅에 대한 접근성을 민주화하고, 전 세계 양자 커뮤니티 간의 협력을 촉진한다.
회사는 최적화, 기계 학습, 양자 화학과 같은 특정 응용 분야에 맞춤화된 다양한 양자 알고리즘을 개발했다. 이러한 알고리즘은 양자 컴퓨터의 고유한 능력을 활용하도록 설계되어, 기존 시스템으로는 도달할 수 없는 통찰과 해결책을 제공한다.
성과와 이정표
설립 이후 Rigetti Computing은 양자 컴퓨팅 산업에서 리더로서의 입지를 굳히는 여러 중요한 이정표를 달성했다.
최초의 상용 양자 컴퓨터 출시
2017년 Rigetti는 최초의 상용 양자 컴퓨터를 출시하며 헤드라인을 장식했다. 이는 양자 컴퓨팅을 기업과 연구자들이 접근할 수 있도록 만드는 데 있어 큰 진전이었다. 회사의 양자 시스템은 NASA, 미국 에너지부, 주요 학술 기관 등에서 사용되고 있다.
하이브리드 양자-클래식 컴퓨팅
Rigetti는 하이브리드 양자-클래식 컴퓨팅 분야의 선구자이다. 이 접근 방식은 양자와 클래식 시스템의 강점을 결합하여 복잡한 문제를 해결한다. 회사의 Quantum Cloud Services 플랫폼은 하이브리드 워크플로우를 지원하며, 사용자가 양자 알고리즘을 클래식 컴퓨팅 리소스와 통합할 수 있게 한다. 이 접근 방식은 양자 프로세서가 아직 발전 중인 단기 양자 응용 분야에서 특히 유용하다.
파트너십과 협력
Rigetti는 양자 컴퓨팅 연구와 응용을 발전시키기 위해 주요 기관들과 파트너십을 구축했다. 예를 들어, 회사는 미국 에너지부의 국립 연구소와 협력하여 에너지 및 환경 문제에 대한 양자 솔루션을 탐구하고 있다. 또한 Rigetti는 제약 회사들과 협력하여 양자 알고리즘을 사용한 신약 개발을 가속화하고 있다.
2021년 Rigetti는 아마존 웹 서비스(AWS)와의 파트너십을 발표했다. 이를 통해 Rigetti의 양자 프로세서가 AWS Braket 양자 컴퓨팅 서비스에 통합되었다. 이 협력은 Rigetti의 영향력을 확대하고 AWS 고객들에게 최첨단 양자 기술에 대한 접근을 제공한다.
도전과 미래 전망
인상적인 성과에도 불구하고, Rigetti Computing은 양자 우위를 달성하기 위해 여러 도전에 직면해 있다. 주요 도전 중 하나는 양자 프로세서의 안정성과 오류율을 개선하는 것이다. 양자 시스템은 노이즈와 디코히어런스(decoherence)에 매우 취약하며, 이는 계산을 방해할 수 있다. Rigetti는 오류 수정 기술과 더 견고한 양자 비트 설계를 연구하며 이러한 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다.
또 다른 도전은 실제 문제에 실질적인 이점을 제공할 수 있는 실용적인 양자 알고리즘의 개발이다. 상당한 진전이 있었지만, 많은 양자 알고리즘은 아직 실험 단계에 있으며 추가적인 개선이 필요하다.
앞으로 Rigetti Computing은 양자 시스템의 규모를 확장하고 소프트웨어 생태계를 확대하는 데 초점을 맞추고 있다. 회사는 기존 컴퓨터로는 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 내결함성 양자 컴퓨터를 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 또한 Rigetti는 기후 모델링, 공급망 최적화, 금융 리스크 분석과 같은 새로운 양자 컴퓨팅 응용 분야를 탐구하고 있다.
