비선형 고속 공기역학 기반의 우주 비행체 모델 주위의 유동 시뮬레이션을 나타낸 그림. 노르마 제공


양자 이득은 양자컴퓨팅이 기존 컴퓨팅 성능을 뛰어넘는 것을 말한다. 국내 양자 기업 노르마와 경상국립대가 항공우주 시뮬레이션 분야에서 양자 이득 실증을 위한 공동연구에 착수했다.
노르마는 경상국립대 항공우주전산모델링연구실과 공동으로 '항공우주 분야에서 양자 알고리즘을 활용한 유체역학적 해석 및 양자 이득 실현'을 주제로 공동연구에 착수했다고 24일 밝혔다.
양자컴퓨터는 고전컴퓨터와 달리 결과값이 하나로 정해지지 않고 확률적으로 존재하는 물리적 상태인 양자중첩 현상을 활용해 연산을 수행한다. 변수가 많아질수록 연산횟 수락산 수가 기하급수적으로 많아져 기존 슈퍼컴퓨터로는 계산이 불가능한 문제를 해결할 것으로 기대된다. 양자 알고리즘은 양자컴퓨팅의 특성을 활용해 문제를 해결하도록 하는 도구다.
공기 중 소리의 속도보다 5배 이상 빠른 극초음속 비행체나 재사용 발사체 기술 등을 발전시키려면 비행체 주변 공기의 흐름 등을 계산하는 유체역학 시뮬레이션 발전이 필수적 군인대출상품 이다. 전산유체역학(CFD)에 따르면 유체역학 시뮬레이션을 위해 비선형 버거스 모델 방정식, 나비에-스토크스 방정식을 해석해야 하는데 이 과정을 기존 컴퓨터로 진행하면 비용과 시간이 많이 소요된다.
공동연구팀은 기존 유체역학 시뮬레이션을 양자 알고리즘으로 빠르게 해결할 수 있도록 하는 실증 연구에 착수한다. 먼저 양자 기반의 전산유체역학 학자금대출원금 개발과 실증을 진행하고 항공우주, 국방 기업과 협력해 프로토타입을 개발하고 이후 상용화를 통해 글로벌 방산과 우주 시장 진출하겠다는 계획이다. 전체 연구 기간은 5~8년으로 전망했다.
경상국립대 연구책임자인 명노신 교수는 선행 연구에서 비선형 버거스 방정식을 풀기 위한 순수 양자 알고리즘을 처음으로 제안한 바 있다. 명 교수는 "양자컴 은행 이자율 비교 퓨팅이 단순한 이론이 아닌 실제 항공우주 및 국방 산업을 혁신할 수 있는 기술이라는 것을 프로젝트를 통해 보여주고자 한다"고 밝혔다.
[이병구 기자 2bottle9@donga.com]