RIKEN, QunaSys QURI SDK로 양자-HPC 하이브리드 플랫폼 공식 구축

JHPC-quantum 프로젝트 개요

JHPC-quantum은 일본 경제산업성(METI) 산하 NEDO가 위탁한 국책 프로젝트로, 양자-HPC 하이브리드 응용을 위한 통합 플랫폼 구축을 목표로 한다. 고베에 위치한 RIKEN 계산과학연구센터(R-CCS)의 슈퍼컴퓨터 후가쿠와 IBM Quantum System Two 시스템 ibm_kobe, 그리고 사이타마 와코 캠퍼스에 설치된 트랩이온 방식의 양자 컴퓨터 Reimei(Quantinuum System Model H2)를 연동하는 구조다.

QURI SDK Enterprise의 역할

이번 채택에 따라 JHPC-quantum 이용자들은 후가쿠의 연산 노드 및 사전·사후 처리 노드를 통해 QURI SDK Enterprise로 양자 장치에 접근할 수 있다. SDK는 QunaSys가 개발한 QSCI(Quantum Selected Configuration Interaction)와 ADAPT-QSCI 알고리즘 라이브러리를 내장하고 있으며, 양자화학·재료과학·CAE(컴퓨터 보조 공학) 분야의 계산 워크플로를 지원한다. 충실한 문서화와 샘플 코드, 툴체인을 통해 연구자들이 신속하게 개발을 시작할 수 있도록 했다는 점도 채택 배경 중 하나로 꼽힌다.

하드웨어 구성과 시뮬레이션 인프라

양자 장치 측면에서는 IBM Quantum System Two와 Quantinuum System Model H2 두 플랫폼을 모두 지원한다. HPC 측면에서는 후가쿠 외에 NVIDIA GB200 NVL4 기반의 GPU 슈퍼컴퓨터 ROQUO도 지원 대상에 포함된다. 양자 회로 시뮬레이션에는 후가쿠 연산 노드에서 mpiQulacs, ROQUO에서는 cuQuantum 기반 백엔드가 각각 활용되며, MPI 분산 병렬 처리를 통해 단일 노드의 한계를 넘는 규모의 회로 시뮬레이션이 가능하다.

산업적 의미와 과제

RIKEN R-CCS의 테스트 사용자 프로그램에서 QURI SDK Enterprise에 대한 수요가 확인된 것이 이번 공식 채택의 직접적인 계기가 됐다. QSCI는 현재 양자-HPC 하이브리드 분야에서 국제적으로 널리 활용되는 알고리즘으로 자리잡고 있으나, 실질적인 산업 활용 단계에 이르기까지는 알고리즘 고도화와 사용자 접근성 확보라는 두 가지 과제가 남아 있다. QunaSys는 향후 지원 장치와 HPC 환경을 단계적으로 확장하며 유틸리티 규모의 양자-HPC 하이브리드 컴퓨팅을 목표로 한다고 밝혔다.