Zapata, 기업이 고부가가치 양자 애플리케이션을 식별하도록 돕는 Quantum Pilot을 출시

양자 컴퓨팅은 수년간 더 많은 큐비트, 낮은 오류율, 더 긴 코히런스 시간, 그리고 점점 정교해지는 오류 허용 접근 방식 등 하드웨어 이정표에 의해 정의되어 왔습니다. 그러나 기업에게는 더 나은 하드웨어가 또 다른 문제를 만들고 있습니다. 여전히 실제로 무엇을 해야 할지 결정해야 합니다.

Zapata Quantum은 그 격차를 메우기 위해 Quantum Pilot을 선보이며, 클라우드 기반이며 하드웨어에 구애받지 않는 새로운 플랫폼으로, 조직이 현실적인 상업적 잠재력을 가진 양자 컴퓨팅 애플리케이션을 체계적으로 식별, 평가 및 개발하도록 돕습니다.

Quantum Pilot은 선별된 기업 및 정부 고객을 대상으로 초기 액세스 단계에 진입합니다. 특정 양자 컴퓨터나 아키텍처에 기업이 전념하도록 요구하는 대신, 이 플랫폼은 비즈니스 문제를 알고리즘, 하드웨어 요구사항, 기술적 실현 가능성 및 잠재적 경제 가치와 연결하는 지속적으로 진화하는 로드맵을 구축하려 합니다.

이번 출시는 Zapata Quantum의 보다 넓은 애플리케이션 중심 전략을 기반으로 합니다. Zapata Quantum은 2017년 하버드 출신 과학자들에 의해 설립되었으며, 기업 문제와 급속히 진화하는 양자 하드웨어 사이에 위치한 소프트웨어 계층을 중심으로 입지를 강화해 왔습니다. 회사에 따르면 현재 60건 이상의 발행 및 출원 중인 특허를 보유하고 있으며, 이전에 BASF, BMW, BBVA, BP, 그리고 Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) 등과 협력한 바 있습니다.

양자 준비 상태를 애플리케이션 문제로 전환하기

Quantum Pilot의 근본 전제는 기업이 양자 컴퓨팅에 대해 잘못된 질문을 하고 있을 수 있다는 점입니다.

기업이 충분히 강력한 양자 컴퓨터가 언제 등장할지에만 집중하는 대신, 어떤 워크로드가 해당 기계에서 혜택을 받을 수 있는지, 어떤 알고리즘이 이를 해결할 수 있는지, 그 알고리즘에 필요한 자원이 무엇인지, 그리고 최종적인 이점이 개발 비용을 정당화할 수 있는지를 이해해야 합니다.

이는 단순히 큐비트 수를 추적하는 것보다 훨씬 복잡합니다.

예를 들어 제약 회사는 분자 시뮬레이션, 약물 설계, 최적화 및 머신러닝에 이르는 수백 개의 계산 집약적 프로세스를 보유하고 있을 수 있습니다. 이 중 일부만이 양자 가속의 현실적인 후보가 될 수 있습니다. 이러한 후보들은 지속적으로 개선되는 고전적 접근 방식과 비교되고, 아직 필요한 규모에 도달하지 못한 하드웨어와도 매핑되어야 합니다.

Quantum Pilot은 이러한 조사를 반복 가능한 프로세스로 전환하도록 설계되었습니다.

“양자 애플리케이션 개발로 가는 핵심 진입로는 사용 사례를 양자 계산 솔루션에 효율적이고 엄격하게 매핑하는 것입니다,” 라고 Zapata CEO Sumit Kapur가 말했습니다.

이 아이디어는 양자 전략이 서로 연결되지 않은 실험들의 집합이 되는 것을 방지하는 것입니다. 하나의 평가에서 얻은 지식은 알고리즘과 하드웨어가 개선됨에 따라 이후 프로젝트에 활용될 수 있습니다.

Quantum Pilot 작동 방식

Quantum Pilot은 애플리케이션 개발 프로세스의 다양한 부분을 포괄하는 세 가지 시스템을 결합합니다.

첫 번째는 Quantum Graph로, 잠재적인 애플리케이션을 알고리즘, 학술 연구 및 양자 하드웨어 로드맵과 연결하는 독점적인 지식 계층입니다. Zapata는 이전에 Quantum Graph를 문제, 알고리즘 및 하드웨어 자원이 서로 어떻게 연관되는지를 보여주는 구조화된 지식 베이스라고 설명했습니다.

두 번째 구성 요소인 Quantum Engine은 더 많은 계산 작업을 담당합니다. 여기에는 알고리즘 선택, 실험 설계, 하드웨어 벤치마킹 및 양자 자원 추정을 위한 도구와 AI 에이전트가 포함됩니다.

자원 추정은 특히 중요합니다. 수학적으로 매력적인 알고리즘이라도 오류 정정 및 하드웨어 제약을 고려하면 비현실적인 물리적 큐비트 수나 실행 시간이 필요할 수 있기 때문입니다.

세 번째 구성 요소인 Quantum Assurance는 전문가 검토와 형식 검증 기법을 결합하여 양자 소프트웨어가 기대대로 동작한다는 강력한 증거를 제공하려 합니다.

이 세 계층은 다음과 같은 일련의 질문에 답하도록 설계되었습니다: 이 비즈니스 문제는 양자 컴퓨팅에 적합한가? 어떤 알고리즘이 이를 해결해야 하는가? 실행에 무엇이 필요한가? 제안된 구현이 올바른가? 그리고 언제 경제성이 실제 배치를 정당화할 수 있는가?

Quantum Pilot은 또한 Zapata의 보다 넓은 Orquestra 소프트웨어 스택에 포함되어 있으며, 여기에는 사용 사례 평가, 자원 추정, 알고리즘, 하이브리드 양자-클래식 워크플로우 및 다중 하드웨어 환경에 대한 접근이 포함됩니다.

에이전트형 AI와 양자 자원 추정의 만남

인공지능도 양자 개발 워크플로우의 일부가 되고 있습니다.

올해 초, Zapata는 NVIDIA와 협력하여 에이전트형 AI 시스템을 개발하기 시작했으며, 이는 분자 모델링, 양자 알고리즘, 하드웨어 아키텍처 및 오류 정정에 대한 전문 지식이 필요한 양자 자원 추정을 자동화하는 것을 목표로 합니다.

Zapata-NVIDIA 협업은 약물 발견, 에너지 및 첨단 재료와 같은 양자 화학 응용 분야에 처음 초점을 맞추었습니다. 기업들은 전통적으로 상당한 수작업 연구가 필요했던 벤치마킹 및 추정 과정의 일부를 수행할 수 있는 조정된 AI 에이전트를 개발하고 있습니다.

Zapata에 따르면, 워크플로는 AI 오케스트레이션, 지속적으로 검증되는 양자 워크플로, 그리고 계산이 시작되기 전에 하드웨어 요구 사항을 예측하려는 타당성 모델을 결합합니다. NVIDIA의 Agent Toolkit은 다중 에이전트 아키텍처 내에서 모니터링 및 가드레일에 사용되고 있습니다.

이러한 기능은 이제 더 넓은 Quantum Pilot 환경에 통합되고 있습니다.

이는 에이전트형 AI의 흥미로운 적용 사례인데, 에이전트가 양자 컴퓨터 자체를 대체물로 자리매김하는 것이 아니기 때문입니다. 대신, 특정 문제를 경제적으로 해결할 수 있는지 판단하기 위해 필요한 과학적 작업의 일부를 자동화하는 데 사용됩니다.

형식 검증이 점점 더 중요해질 수 있습니다

또 다른 차별점은 Zapata가 형식 검증에 중점을 둔다는 점입니다.

전통적인 소프트웨어 개발에서는 테스트가 일반적으로 프로그램이 다양한 조건에서 기대한 결과를 생성하는지를 확인합니다. 형식 검증은 수학적 방법을 사용하여 소프트웨어가 지정된 속성을 만족한다는 것을 입증함으로써 한 단계 더 나아갑니다.

양자 소프트웨어는 전통적인 검증에 어려운 환경을 제공합니다. 점점 복잡해지는 알고리즘은 결국 양자 회로로 변환되어 노이즈, 오류 정정 및 하드웨어 제약이 결과에 실질적인 영향을 미칠 수 있는 시스템에서 실행되어야 하기 때문입니다.

Zapata는 University of Maryland와 검증 우선 접근 방식을 진행하고 있으며, 이는 소프트웨어를 먼저 구축하고 이후에 검증하는 것이 아니라 올바름에 대한 수학적 증명으로 시작합니다.

이 연구는 초기에는 Shor의 소인수분해 알고리즘에 적용되고 있지만, 회사는 유사한 방법론이 결국 양자 화학, 재료 과학, 최적화 및 금융 분야로 확장될 수 있다고 믿고 있습니다.

Quantum Assurance는 그 철학을 Quantum Pilot에 도입합니다.

이는 양자 컴퓨팅을 둘러싞 불확실성을 없애지는 못합니다. 형식 검증은 알고리즘이나 구현이 올바른지 확인하는 데 도움을 줄 수 있지만, 미성숙한 하드웨어를 상업적으로 활용 가능하게 만들지는 못합니다. 그러나 양자 응용이 점점 복잡해짐에 따라 또 다른 불확실성 원인을 감소시킬 수 있습니다.

실제 프로젝트가 왜 애플리케이션 선택이 중요한지 보여줍니다

Zapata의 이전 기업 프로젝트는 부적합한 사용 사례를 체계적으로 배제하는 것이 유망한 사례를 찾는 것만큼이나 가치 있을 수 있음을 보여줍니다.

BP와의 변분 양자 고유값 해결기 작업에서 Zapata는 양자 컴퓨터가 궁극적으로 분자 시뮬레이션을 가속화할 수 있는지를 탐색했습니다. 분석 결과 계산 요구량을 줄일 수 있는 기회를 발견했지만, 기업 규모 구현은 아직 수년이 남아 있다고 결론지었습니다.

BBVA와의 작업에서도 금융 위험 계산에 사용되는 계산 비용이 높은 Monte Carlo 시뮬레이션에 대한 양자 접근 방식을 검토했습니다. 프로젝트는 잠재적인 알고리즘적 이점을 확인했지만, 해당 애플리케이션이 가까운 시기의 양자 장치에서는 실현 가능하지 않다고 판단했습니다.

다른 프로젝트들은 양자 영감을 받은 접근 방식을 통해 보다 즉각적인 유용한 결과를 도출했습니다. BMW와 MIT의 Center for Quantum Engineering과 공동으로 진행한 자동차 제조 프로젝트에서 Zapata는 텐서 네트워크 생성 모델을 생산 일정에 적용하여, 양자 컴퓨팅에서 영감을 받은 방법이 기존 인프라를 사용해 대규모 최적화 문제를 개선할 수 있는지를 탐색했습니다.

긍정적 결과와 부정적 결과가 혼합된 이 사례는 양자 애플리케이션 개발의 중요한 부분을 강조합니다. 기업은 양자 컴퓨팅이 어디에서 작동할 수 있는지뿐만 아니라, 투자를 언제 미뤄야 하는지를 판단할 메커니즘이 필요합니다.

Zapata의 양자 소프트웨어 복귀를 기반으로

Quantum Pilot은 Zapata가 양자 소프트웨어에 다시 집중하게 된 최신 단계이기도 합니다.

회사는 원래의 양자 컴퓨팅 기반으로 다시 주의를 돌리기 전에 대대적인 구조조정을 거쳤습니다. 4월에 Zapata는 과학, 엔지니어링, 제품 및 상업 팀을 확장하기 위해 초과 청약된 1,500만 달러 규모의 전략적 자금 조달 라운드를 진행했으며, 이 소식은 이전에 Unite.AI가 다루었습니다.

그 기술 포트폴리오에는 이제 Orquestra, Quantum Graph, Quantum Pilot, 그리고 DARPA의 Quantum Benchmarking 프로그램 작업에서 파생된 툴킷인 Bench-Q가 포함됩니다. Zapata는 사용 사례 식별, 알고리즘 개발 및 하드웨어 자원 추정과 관련된 프로그램의 기술 영역 전반에 참여했습니다.

회사는 순수 벤치마킹을 넘어 양자-클래식 접근 방식을 시연하기도 했습니다. 학계 및 바이오테크 파트너와의 연구에서는 KRAS를 목표로 하는 후보 분자를 설계하기 위해 양자-클래식 생성 모델을 사용했으며, 15개의 제안된 분자가 합성되었고 그 중 두 개가 추가 연구를 위한 유망한 후보로 선정되었습니다.

양자 경쟁이 하드웨어를 넘어 확장되고 있다

Quantum Pilot의 도입은 양자 컴퓨팅 내 경쟁이 궁극적으로 전개될 영역에 대한 보다 넓은 변화를 반영한다.

내결함성 양자 하드웨어를 구축하는 것은 여전히 업계의 핵심 기술 과제 중 하나이다. 그러나 점점 더 강력해지는 기계는 기업이 이를 실행할 준비가 된 애플리케이션을 보유하지 않으면 상업적 가치가 제한적일 것이다.

이로 인해 알고리즘, 자원 추정, 개발 환경, 벤치마킹, 검증 및 조직 지식과 관련된 병행 경쟁이 발생한다.

Quantum Pilot은 Zapata가 이러한 분야들을 기업이 최종적으로 어떤 양자 하드웨어가 작업을 수행할지 결정하기 전에 활용할 수 있는 시스템으로 묶으려는 시도이다.

다양한 아키텍처가 문제 유형별로 더 적합함을 입증한다면, 하드웨어에 구애받지 않는 이 접근 방식은 점점 더 중요해질 수 있다. 또한 기업이 하드웨어 로드맵이 변하는 동안에도 애플리케이션 평가를 지속할 수 있게 한다.

더 큰 질문은 조직이 수년간의 양자 실험을 일련의 개념 증명이 아닌 조직적인 역량으로 전환할 수 있는가이다.

Quantum Pilot은 상업적으로 의미 있는 양자 우위가 언제 도래할지에 대한 불확실성을 없애지는 않는다. 대신, 보다 실용적인 가정에 기반한다: 향후 하드웨어 발전으로부터 혜택을 얻고자 하는 기업은 하드웨어가 준비되기 훨씬 이전에 무엇을 구축할 가치가 있는지 판단할 체계적인 방법이 필요하다.