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양자 컴퓨팅은 복잡한 문제 해결 속도를 획기적으로 끌어올리며, 향후 원료, 화학물질 및 약물 설계, 금융, 기후 모델링 및 암호학에서 상당한 혁신을 달성할 잠재력을 보유하고 있다.  양자 실용성을 달성하기 위해서는 양자 비트, 즉 큐비트(Qubit)의 발전이 중요하다. 그러나, 큐비트의 완전한 잠재력을 실현하기 위해선 하드웨어 및 소프트웨어 스택 부문 전반에서 상당한 돌파구가 마련되어야 한다. 

인텔 랩(Intel Labs)은 이러한 목표 달성을 위해 인텔의 양자 컴퓨팅 스택과 호환되는 풀스택 소프트웨어 개발 도구(SDK), 인텔 양자 SDK(Intel Quantum SDK)를 개발했다. 개발자는 해당 키트를 통해 시뮬레이션과 향후 실제 양자 하드웨어에서 큐비트 실행을 위한 신규 양자 알고리즘을 프로그래밍할 수 있다. 현재 인텔 양자 SDK 베타버전 사용자들은 화학, 원료, 유체 역학 시뮬레이션 뿐 아니라 현실에서 활용할 수 있는 재무 모델링 등 선형 방정식을 위한 알고리즘을 개발하고 있다. 

인텔 양자 SDK는 하이브리드 양자 클래식 알고리즘 실행에 최적화된 양자 런타임 환경을 갖춘 저수준 가상 기계(LLVM)기반 컴파일러 툴체인인 C++를 바탕으로 한 직관적인 사용자 인터페이스와 고성능 인텔 양자 시뮬레이터(IQS) 큐비트 대상 백엔드를 포함하고 있다. 향후 업데이트를 통해 양자점 큐비트(quantom dot qubit) 시뮬레이터를 포함한 다양한 큐비트 대상 백엔드를 포함할 예정이며, 최종적으로 인텔 양자점 큐비트 디바이스도 제공할 예정이다. 

양자 컴퓨팅 생태계 조성

인텔은 전통적인 컴퓨팅 개발 환경과 유사한 사용자 친화적인 환경을 제공하는 업계 표준 LLVM 컴파일러를 사용해 개발자들이 보다 편리하게 양자 컴퓨팅을 개발할 수 있도록 지원하고 있다. 베타 사용자 중 하나인 독일 뮌헨 소재 데겐도르프 공과대학교(Deggendorf Institute of Technology)는 현재 SDK를 활용해 기체역학 및 수력학에 중요하게 활용될 수 있는 유체역학 문제를 연구 중이며, 데이터 프라이버시와 보안을 갖춘 분산 컴퓨팅 뿐 아니라 컴퓨터화학(computational chemistry) 및 재료 모델링과 같은 응용 프로그램에 대한 연구도 진행 중이다. 

더불어, 인텔은 양자 컴퓨팅을 위한 프로그래밍 응용 프로그램에 대한 연구 목적의 개발자 생태계를 구축하는데 도움이 되는 교육과정 개발에 자금을 지원하고 있다. 대학교들은 인텔 양자 SDK를 더욱 널리 활용할 수 있도록 양자 부문 교육과정을 개발하고 공유할 예정이다. 인텔은 올해 오하이오 주립 대학교(The Ohio State University), 펜실베니아 주립대학교(Pennsylvania State University), 펜실베니아 대학교(the University of Pennsylvania), 데겐도르프 공과대학교, 일본 게이오 대학교(Keio University) 등에 보조금을 지급한 바 있다. 

인텔 양자 SDK 출시는 풀스택 양자 개발 과정을 진전시키기 위한 기반이다. 인텔은 베타 버전 시험을 거쳐 확보한 사용자 피드백을 반영한 인텔 양자 SDK 1.0버전을 2023년 초에 출시할 예정이다. 인텔 양자 SDK 베타 버전은 현재 인텔 데브 클라우드(Intel Dev Cloud)를 통해 활용할 수 있다.