포토닉 양자 컴퓨팅 콴델라, 두번째 양자혁명으로 AI 한계 돌파

2026년은 양자 컴퓨팅이 실험실에서 벗어나 실제 산업 현장에 활용되는 전환점이 될 전망이다. 연구실에서 시작된 양자 컴퓨팅이 엔비디아 GPU와 결합해 산업 현장에서 쓰이기 시작했다.

프랑스 광자(Photonic) 기반 양자 컴퓨팅 기업 콴델라(Quandela)는 올해 상반기 24큐비트급 광자 양자 프로세서 ‘카노푸스(CANOPUS)’를 공식 출시하며 인공지능(AI)의 한계를 넘어서는 새로운 계산 패러다임을 제시하고 있다.

카노푸스는 단순히 큐비트 수를 늘린 차세대 장비가 아니다. 콴델라가 독자 개발한 스핀-포토닉(Spin-Photonic) 아키텍처를 적용해, 양자 오류 수정에 필요한 자원을 기존 대비 10만 분의 1 수준으로 줄이는 데 성공했다. 이를 통해 24큐비트만으로도 약 1,600만 개의 상태를 동시에 탐색할 수 있으며, 기존 슈퍼컴퓨터로 수개월이 걸리던 복잡한 패턴 분석을 몇 초 만에 처리할 수 있다.

특히 유럽 최대 클라우드 서비스 기업 OVHcloud와의 협업은 카노푸스의 활용 범위를 크게 넓히고 있다. 기업들은 별도의 양자 하드웨어를 구축하지 않아도 클라우드 환경에서 양자 연산을 AI 학습에 직접 활용할 수 있게 됐다. 이는 양자 컴퓨팅의 진입 장벽을 낮추는 중요한 전환점으로 평가된다.

콴델라의 양자 AI 전략은 전용 프레임워크 ‘머린(MerLin)’을 통해 구체화되고 있다. 머린은 엔비디아의 CUDA-Q와 NVQLink 기술을 결합해 GPU와 양자 프로세서(QPU) 간 초저지연 데이터 전송을 구현했다. 그 결과, 양자 AI 모델의 시뮬레이션과 학습 속도는 전년 대비 최대 2만 배 이상 향상됐다.

생성형 AI 분야에서도 변화가 감지된다. 콴델라는 캐나다 AI 연구소 밀라(Mila)와의 공동 연구를 통해, 생성형 AI의 고질적인 문제로 지적돼 온 ‘할루시네이션(환각)’ 현상을 양자 확률 모델로 제어하는 기술을 카노푸스에 적용했다. 이는 신뢰 가능한 AI 모델 구현에 있어 중요한 기술적 진전으로 꼽힌다.

산업 현장에서의 적용 사례도 빠르게 늘고 있다. 바이오 및 신약 개발 분야에서는 신약 개발 스타트업 알리소필(Alysophil)과 협력해 단백질 구조 분석에 카노푸스를 도입했다. 보존 샘플링(Boson Sampling) 알고리즘을 활용한 결과, 수억 개의 화합물 중 최적의 후보 물질을 찾아내는 속도가 기존 AI 대비 50배 이상 빨라졌다. 신약 후보 발굴 기간 역시 기존 5년에서 1년 미만으로 단축될 수 있다는 평가다.

금융 분야에서는 파생상품 리스크 분석과 포트폴리오 최적화에 양자 컴퓨팅이 활용되고 있다. IBM과 유럽 데이터 센터(TGCC)와의 협력을 통해 진행 중인 프로젝트에서는 수천 개의 시장 변수를 동시에 분석해, 기존 금융 AI가 포착하지 못하던 미세한 시장 이상 신호를 99.9% 확률로 감지하는 성과를 내고 있다.

물류와 에너지 분야에서도 양자 기술의 실효성이 검증되고 있다. 서울 R&D 센터가 주도하는 프로젝트에서는 아시아 주요 항만의 물류 흐름을 실시간으로 최적화하는 양자 기반 경로 알고리즘을 개발할 계획이다. 이 기술이 본격 도입되면 선박과 차량 운송 과정에서 발생하는 탄소 배출량을 20% 이상 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

앞서 콴델라는 지난해 11월, 서울시와 약 800억 원(5,700만 달러) 규모의 투자 업무협약(MOU)을 체결하며 한국 지사를 아시아 R&D 허브로 낙점했다. 2026년 설립 예정인 서울 R&D 센터는 카노푸스급 광자 칩의 대량 생산을 담당하며, 한국의 반도체 기술력을 양자 컴퓨팅 시대로 연결하는 핵심 거점이 될 전망이다.