Quantinuum, Reimei 업그레이드하고 RIKEN과의 양자-AI 파트너십 확대

Quantinuum과 RIKEN은 2026년 11월 10일, Reimei를 56큐비트 System Model H2로 업그레이드한 뒤 파트너십 확대를 발표했다. 계획에는 내결함성 “Made with Japan” 양자 컴퓨터 개발을 위한 공동 연구와, 일본의 AI 데이터센터에 양자-AI 하이브리드 서비스를 도입할 방안을 모색하는 별도의 SoftBank 협약이 포함된다.

RIKEN은 와코 캠퍼스에서 기념식을 열어 파트너십 확대를 기념했다. RIKEN 양자-HPC 하이브리드 플랫폼 부문 책임자인 미츠히사 사토는 업그레이드된 시스템이 이전 H1 시스템보다 더 크고 복잡한 과학 문제를 다룰 수 있을 것이라고 말했다. 또한 새로 체결한 양해각서는 과학을 위한 AI에 활용할 양자 컴퓨팅 연구를 확대하는 것을 목표로 한다.

하드웨어 조달 계획은 이미 공개된 바 있다. 2026년 4월 14일 발표에 따르면, H2는 H1을 대체하기 위해 조립 시설에 인도된 상태였다. 따라서 11월에 공개된 내용은 H2 도입 계획을 처음 알린 것이 아니라, 업그레이드 완료와 새로운 파트너십 약속에 관한 것이다.

컴퓨팅 작업을 나누어 맡는 세 가지 시스템

Quantinuum의 기술 설명에 따르면 Reimei에는 완전 연결형 고충실도 큐비트가 탑재되어 있으며, 전체 플랫폼은 세 가지 역할로 나뉜다. Fugaku는 대규모 고전 모델링과 기존 과학 컴퓨팅을 담당하고, ROQUO는 텐서 네트워크 시뮬레이션과 AI 학습, 대규모 병렬 연산을 수행한다. Reimei는 고전 컴퓨터로 표현하는 데 막대한 비용이 드는 양자 상태와 상관관계가 포함된 일부 계산을 맡는다.

Quantinuum Nexus의 하이브리드 워크플로 관리자는 이러한 자원을 조율한다. 이를 통해 고전 컴퓨팅 인프라에서 실행되는 작업이 Reimei에 양자 작업을 제출하고, 그 결과를 더 큰 규모의 계산에 통합할 수 있다. 이 구성은 양자 프로세서가 전체 문제를 처리하도록 하는 대신, 더 광범위한 과학 워크플로 안에서 특정 역할을 맡도록 한다.

NVIDIA는 2026년 7월 ROQUO가 GB200 NVL4 플랫폼을 통해 접속하는 Blackwell GPU 540개를 사용하며, Reimei를 포함한 온프레미스 양자 시스템과 연결된다고 발표했다. 연구진은 NVIDIA와 공동 개발하고 양자·고전 컴퓨팅용 CUDA-Q 플랫폼에 통합한 진화형 AI 프레임워크를 활용해 Reimei 회로를 생성하는 방안을 모색하기 시작했다.

초기 양자-AI 연구 프로젝트

소재 연구 프로젝트에서는 양자 시뮬레이션과 고전 텐서 네트워크, 생성형 AI를 결합해 상도표를 만든다. 상도표는 온도, 압력 또는 자기장에 따라 소재의 특성이 어떻게 변하는지를 보여준다. ROQUO는 고전 컴퓨팅으로 처리할 수 있는 영역에서 고밀도 텐서 네트워크 시뮬레이션을 수행하고, Reimei는 장거리 상관관계와 얽힘의 증가로 고전 시뮬레이션 비용이 커지는 심층 시간 진화 회로를 다룬다.

연구팀은 6 × 6 2차원 스핀 모델에 대한 Reimei 하드웨어 데이터를 수집하고, 매개변수 공간 전반에서 잡음이 없는 상태의 외삽을 수행하도록 트랜스포머를 학습시켰으며, 추가 양자 데이터 수집의 우선순위를 정하는 데 능동 학습을 적용했다. 이어 고전 데이터와 양자 데이터를 결합한 데이터셋으로 생성 모델을 학습시킨 뒤 ROQUO에서 실행해, 아직 시뮬레이션하지 않은 조건을 표본 추출한다.

Quantinuum은 초기 결과에서 이 모델이 고전 시뮬레이션만으로 학습한 AI보다 정확도가 높고 Reimei 단독보다 정밀한 예측을 할 가능성이 제시됐다고 밝혔다. 다만 실험 결과가 더 큰 규모나 상업적 활용에서도 확인될지는 아직 불확실하다고 덧붙였다. 원자 수준에서 자성을 더 잘 이해하면 초고자장 MRI와 스마트 전력망 개발에 도움이 될 수 있지만, 이는 잠재적 응용 분야일 뿐 실제 도입된 사례는 아니다.

RIKEN, NVIDIA, Quantinuum이 참여하는 두 번째 프로젝트에서는 양자 프로세서와 GPU, 고성능 컴퓨팅을 아우르는 확장 가능한 워크플로를 개발하고 있다. 첫 번째 연구 대상은 빛을 흡수하는 분자인 아연 포르피린이며, 바닥 상태 탐색에만 그치지 않고 빛 흡수와 관련된 들뜬 전자 상태에 초점을 맞춘다.

Fugaku는 더 큰 분자 환경과 폭넓은 화학 연구 워크플로를 구현하고, ROQUO는 최적화와 구성 상호작용 계산, AI를 활용한 회로 설계, 스펙트럼 재구성을 담당한다. Reimei는 중요한 전자 배치를 찾기 위해 강한 상관관계가 나타나는 영역을 탐색한다. 이후 고전 시스템은 후보 전자 배치를 활용해 에너지를 계산하고 분자의 흡수 스펙트럼을 비롯해 실험적으로 의미 있는 물성을 재구성한다. 이러한 역할 분담 덕분에 양자 프로세서가 생체분자 환경 전체를 표현할 필요가 없다.

두 프로젝트는 모두 Reimei 서비스의 공개 출범에 앞서 시작됐다. 프로젝트가 끝나면 Reimei는 테스트 사용자 프로그램에 따라 정기 운영을 시작할 예정이다.

RIKEN을 넘어 상용화를 모색하는 계획

“Made with Japan” 연구 계획은 Reimei를 통합하고 운영하며 얻은 교훈을 바탕으로 Quantinuum의 기술과 일본 대학의 연구, 국내 부품 공급업체의 제조 전문성을 결합한다. 별도의 SoftBank 협약에 따라 세 기관은 인프라 준비 상태를 평가하고 양자 컴퓨터와 AI 데이터센터를 직접 연결하는 방안을 검토한다. 여기에는 이러한 연결이 연구계를 넘어 상업용 하이브리드 서비스를 지원할 수 있는지도 포함된다.

Quantinuum은 양해각서와 SoftBank 계약이 최종 계약 체결이나 공동 개발, 상용 서비스로 이어지지 않을 수도 있다고 경고했다. Reimei는 일본 신에너지·산업기술종합개발기구가 자금을 지원하는 JHPC-quantum 프로젝트의 일부로 계속 운영되며, 파트너들이 산업 분야에서의 활용을 모색하는 가운데 현재 진행 중인 연구도 지원을 받는 연구 프로그램 안에서 이루어지고 있다.

이번 업그레이드로 하드웨어와 워크플로의 기반이 마련됐지만, 상용화 가능성을 확인하려면 두 가지 과제가 남아 있다. 초기 연구에서 얻은 성과를 더 큰 규모에서도 재현하고, SoftBank와의 협력 가능성 모색을 RIKEN의 연구 환경을 넘어서는 서비스로 발전시키는 것이다.