IonQ와 DESY 연구, 공항 항공편 게이트 최적화를 위한 양자 컴퓨팅의 잠재적 이점 강조

양자 컴퓨팅 선도 기업 IonQ, 독일 DESY와 협력해 공항 운영 최적화 가능성 확인 [서울=뉴스핌] 김태훈 기자 = 양자 컴퓨팅 기술이 전 세계 공항이 직면한 복잡한 문제 해결의 새로운 해법을 제시할 수 있다는 가능성이 제기됐다. 양자 컴퓨팅 분야의 선두 주자인 IonQ는 독일의 기초 과학 연구 센터인 Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)와의 초기 협력 결과를 발표하며 이 같은 가능성을 시사했다. IonQ는 DESY 연구진과 협력하여 IonQ Aria 양자 컴퓨터를 활용해 조합 최적화 문제를 해결하는 연구를 진행했다. 이번 연구 결과는 복잡한 변수를 가진 문제, 특히 분주한 공항과 같이 밀집된 환경에서의 문제 해결에 있어 양자 컴퓨팅이 기존의 고전 컴퓨팅보다 더 효과적인 솔루션이 될 수 있음을 보여준다. 구체적으로 IonQ와 DESY는 항공기 도착 및 출발 게이트 배정을 최적화하는 방안을 모색했다. 연구진은 이를 통해 여행객들의 이동 시간 단축, 항공기가 게이트에서 대기하는 시간 감소, 그리고 게이트당 하루에 처리할 수 있는 항공기 수 증가를 목표로 했다. 이번 연구에서는 '로그-선형 인코딩(logarithmic-linear encoding)'이라는 새로운 접근 방식을 사용하여 IonQ Aria에서 항공편-게이트 최적화 알고리즘을 실행했다. 연구팀은 이를 통해 9편의 항공편을 4개의 게이트에 최적으로 배정하는 시나리오(총 최대 36개 변수)를 IonQ Aria에서 성공적으로 시뮬레이션했다. IonQ는 향후 IonQ Forte 및 IonQ Tempo 시스템을 활용하여 유럽 지역 공항의 최적화 요구를 충족시킬 수 있는 수준의 복잡한 방정식을 처리할 계획이다. IonQ의 CEO 겸 사장인 Peter Chapman은 "DESY와의 협력 결과는 수십 가지 변수 시나리오를 고려하는 최적화 문제를 해결하는 데 있어 양자 컴퓨터가 제공할 수 있는 실제적인 가치를 보여준다"며 "최적화 문제는 제조, 물류, 금융, 제약 등 모든 산업에 걸쳐 보편적으로 존재한다. 양자 컴퓨팅은 기업들이 이 문제 공간에서 혁신하고, 과거에는 해결 불가능하다고 여겨졌던 문제들을 해결하며 혁신의 선두에 설 수 있는 거대한 기회를 제공한다"고 강조했다. DESY의 양자 기술 및 응용 센터(CQTA) 책임자인 Karl Jansen 박사는 "IonQ의 양자 하드웨어와 DESY의 연구진이 함께 이차 할당 문제(quadratic assignment problems)를 실행한 초기 결과에 만족한다"며 "여기서 얻은 학습 내용은 다중 변수로 인해 고전 시스템에서 너무 복잡한 문제를 다루는 다른 연구 및 산업에도 쉽게 적용될 수 있다"고 덧붙였다. IonQ와 DESY의 연구에 대한 사전 인쇄본(preprint)은 현재 공개되어 있으며, 최종 보고서는 향후 몇 달 안에 발표될 예정이다. 또한, 이번 연구 결과에 대한 요약본은 IonQ 블로그에서도 확인할 수 있다. 이번 연구 결과는 IonQ가 항공 산업을 위한 양자 애플리케이션 개발을 지원하는 최신 노력이다. IonQ는 2022년 에어버스(Airbus)와 협력하여 양자 컴퓨터 기반의 스마트 알고리즘을 개발, 화물 적재 및 유통 효율화를 통한 비용 절감을 목표로 한 프로젝트를 진행한 바 있다. 또한 현대자동차(Hyundai Motors) 및 Thompson Machinery와도 협력하여 자율주행차량의 이미지 인식 및 건설 장비의 예측 유지보수와 같은 사용 사례를 위한 양자 애플리케이션 개발에 참여하고 있다. IonQ는 고성능 양자 컴퓨팅 시스템을 제공하며, 이를 통해 세계에서 가장 크고 복잡한 상업 및 연구 사용 사례를 해결하고 있다. IonQ의 최신 세대 양자 컴퓨터인 IonQ Forte는 36개의 알고리즘 큐비트(algorithmic qubits)를 자랑한다. IonQ의 혁신적인 기술과 빠른 성장은 Fast Company의 2023년 Next Big Things in Tech 리스트와 Deloitte의 2023년 Technology Fast 500™ 리스트에 선정되며 인정받았다. 모든 주요 클라우드 제공업체를 통해 이용 가능한 IonQ는 양자 컴퓨팅을 그 어느 때보다 더 접근 가능하고 영향력 있게 만들고 있다. DESY는 세계적인 가속기 센터 중 하나로, 연구진은 DESY의 대규모 시설을 활용하여 미세 입자의 상호 작용, 신소재의 거동, 생명에 필수적인 생체 분자 과정 등 다양한 미시 세계를 탐구한다. DESY가 개발하고 구축하는 가속기 및 검출기는 독특한 연구 도구로서, 세계에서 가장 강력한 X선 빛을 생성하고 입자를 기록적인 에너지로 가속하며 우주에 대한 완전히 새로운 창을 열어준다. 이로 인해 DESY는 매년 40개국 이상에서 온 3000명 이상의 방문 연구자들을 끌어들이는 자석 역할을 할 뿐만 아니라, 국내외 협력의 탐나는 파트너가 되고 있다.