VIDRAFT가 Quantinuum의 Nexus 및 H-Series 사용자로 선정된 의미: AI 연구소에 실제 양자 하드웨어가 제공되는 것

요약 (TL;DR)

VIDRAFT는 Quantinuum의 검토를 거쳐 평가 할당(evaluation allocation)을 통해 전체 스택 Nexus 양자 컴퓨팅 플랫폼과 H-Series 이온 트랩 양자 컴퓨터를 사용하게 되었습니다. 이 과정에서 Quantinuum 엔지니어들의 현장 지원도 받게 됩니다.
Quantinuum은 2021년부터 세계 Quantum Volume 기록을 보유하고 있습니다. 2025년 9월에는 56큐비트 H2 시스템으로 Quantum Volume 33,554,432 (2의 25승)를 달성했습니다.
이번 검토는 갑자기 이루어진 것이 아닙니다. VIDRAFT는 이미 실제 IBM Heron 프로세서에서 대칭키 암호 분석(symmetric-key cryptanalysis)을 수행했으며, 단일 GPU에서 2D Hubbard 모델을 다루는 AI 솔버를 구축한 바 있습니다.
본 게시물은 선정 배경이 된 엔지니어링 맥락을 담고 있습니다. 즉, 우리가 실제 양자 하드웨어에서 무엇을 실행했는지, 왜 고전적인 AI 솔버가 여전히 중요한지, 그리고 이온 트랩(ion traps)이 로드맵에 어떤 변화를 가져오는지에 대한 내용입니다.

양자 하드웨어 벤더가 왜 AI 연구소에 평가 할당을 제공하는가?

최상급 양자 하드웨어에 접근하는 것은 단순히 구매할 수 있는 것이 아닙니다. 최고의 장비들은 비용을 지불하는 고객에게조차 할당량 제한이 있으며, 벤더들은 온보딩 과정에서 엔지니어링 시간을 소모하기 때문에 누가 평가 기회를 얻을지 신중하게 선택합니다.

따라서 흥미로운 질문은

근접 미래 양자 장치(near-term quantum devices)를 다루는 모든 사람에게 중요한 두 가지 세부 사항이 있습니다:

시뮬레이터가 아닌 실제 하드웨어입니다. 노이즈, 판독 오류(readout error), 제한된 결맞음 시간(limited coherence time)이 전체적인 난제입니다. N=10에서 깨끗한 시뮬레이터 결과는 일상적입니다. 하지만 하드웨어 결과는 그렇지 않은데, 회로 깊이와 큐비트 수가 결맞음 현상에 저항하기 때문입니다.
보도 자료가 아닌 편집자에 의해 선택되었습니다. 이 논문은 Meta, Google, Radboud University(네덜란드), Politecnico di Milano(이탈리아)의 작업과 함께 SemiEngineering의 주간 보안 연구 검토에 선정되었습니다. 편집 위원회에서 이를 선택했습니다. 저희가 홍보한 것이 아닙니다.

이것이 신뢰성 신호입니다. 희소한 하드웨어 시간을 벤더에게 요청할 때, "저희는 이미 독립적인 편집 위원회의 주목을 받은 실제 하드웨어 결과를 배포했습니다"라는 주장이 어떤 슬라이드보다 강력한 논거가 됩니다.

양자 하드웨어가 있다면 왜 고전적 AI 솔버를 구축하는가?

이것은 엔지니어들이 보통 반대하는 부분이니, 직설적으로 말씀드리겠습니다. 오늘날의 양자 하드웨어는 노이즈가 많고 작습니다. 많은 강하게 상관된 물리 문제(strongly correlated physics problems)에 대해 아직 양자 장치만으로는 신뢰할 수 있는 답을 얻을 수 없습니다. 그래서 VIDRAFT는 격차를 메우기 위해 AI를 사용하는 고전적 솔버를 구축했습니다.

이 솔버는 Δ-Engine(델타 엔진)이라는 강하게 상관된 양자 솔버입니다. 이의 목표는 초전도체(superconductivity)의 표준 최소 모델이자 수십 년 동안 정확한 해법을 찾아내지 못한 벤치마크인 **2D 허바드 모델(2D Hubbard model)**입니다.

엔지니어링 주장은 구체적이며 반증 가능합니다. Δ-Engine은 슈퍼컴퓨터나 양자 컴퓨터의 도움 없이, 단일 GPU에서 도핑된 2D 허바드 모델을 검증합니다. 이 방법은 두 가지 계층으로 구성되어 있습니다:

**신경 양자 상태(neural quantum state, NQS)**가 바닥 상태 에너지에 대한 정확한 참조 값을 생성합니다.
더 저렴한 근사 계산이 빠르게 실행되며, AI가 이를 NQS 참조 값과 비교하여 오차를 수정합니다.

우리는 최대 **6x6 격자(lattice)**까지 신뢰도 등급을 부여하여 결과를 인증합니다. 이 등급이 중요한 이유는 다음과 같습니다. 상관관계가 있는 시스템의 미인증 에너지 값은 거의 쓸모가 없기 때문입니다. 왜냐하면 실제 결과와 변분 아티팩트(variational artifact)를 구분할 수 없기 때문입니다.

두 계층 구조 아이디어를 간략하게 보여주는 스케치입니다 (실제 제품 코드가 아닌 의사 코드):

# illustrative only
def delta_engine(lattice, hopping_t, coulomb_u):
e_ref = neural_quantum_state(lattice, hopping_t, coulomb_u)  # precise, slower
...

따라서 두 연구 분야는 중복되는 것이 아니라 상호 보완적입니다. 이미 우위를 점하고 있는 곳에서는 실제 양자 장치를 사용하십시오. 그리고 장치에 아직 신뢰를 부여할 수 없는 곳에서는 AI 솔버(solver)를 사용하십시오. H-Series를 사용하기로 한 결정은 첫 번째 라인을 더 발전시키는 동시에 두 번째 라인이 물리학적 정직성을 유지하도록 하는 것입니다.

Quantinuum의 H-Series란 무엇이며, 이온 트랩이 바꾸는 것은 무엇인가요?

Quantinuum의 H-Series 머신은 트랩 이온(trapped-ion) 양자 컴퓨터입니다. 이온 트랩은 초전도 큐비트(IBM의 Heron이 속한 계열)와 중요한 차이점을 가지며, 이는 암호 분석에 필요한 깊고 구조화된 회로 유형에 영향을 미칩니다:

모든 것 대 모든 것 연결성(All-to-all connectivity). 모든 큐비트가 다른 모든 큐비트와 상호 작용할 수 있으므로, 고정 레이아웃의 초전도 칩에서 회로 깊이를 소모하는 SWAP 오버헤드(overhead)를 피할 수 있습니다.
높은 게이트 충실도(High gate fidelity) 및 긴 결맞음 시간(long coherence). 이것이 바로 Quantinuum이 2021년 이래 사용 가능한 회로 크기의 단일 통합 지표인 Quantum Volume을 선도해 온 주된 이유입니다.
$2^{25}$ 기록. 2025년 9월, 56큐비트 H2는 Quantum Volume 33,554,432를 달성하며 세계 기록을 세웠습니다 (출처: Quantum Computing Report).

저희 Even-Mansour 작업의 경우, 연결성과 깊이가 핵심 제약 조건입니다. 초전도 백엔드에서 고충실도의 이온 트랩으로 이동하는 것은 N=10 결과를 성장시킬 수 있는 바로 그 종류의 플랫폼 변화입니다.

이것이 VIDRAFT의 광범위한 스택에 어떻게 부합하나요?

VIDRAFT는 세 가지 축을 중심으로 작업을 구성합니다: AI를 두뇌로, 양자(quantum)를 미시 세계로, 물리적 AI를 거시 세계로 말이죠. 이 양자 연구가 두 번째 축에 해당합니다.

첫 번째 축에서는 당사의 오픈 180B 모델인 Darwin-180B-RSI가 공식 Hugging Face 리더보드 상위권을 차지하고 있습니다. 저희의 핵심 가설은 이러한 AI 역량을 재료 및 분자 수준까지 도달하는 양자 방법론과 결합하여, 동일한 시스템으로 신약 개발, 신소재, 물리학 문제에 접근할 수 있는 하나의 일관된 스택을 구축하는 것입니다.

현재 진행 중인 관련 양자 연구에는 양자 오류 수정(QEC) 연구, 재료 시뮬레이션 플랫폼(MaterialsOS), 그리고 암호가 양자 공격에 얼마나 강한지 평가하는 진단 도구 등이 포함됩니다. Quantinuum의 선정은 이 프로그램의 하드웨어 측면을 IBM 초전도 기계에서 세계 최고의 이온 트랩 시스템으로 확장시킵니다.

FAQ

VIDRAFT가 양자 컴퓨터로 실제 암호를 해독했나요?

아닙니다. 그리고 그 구분이 중요합니다. Even-Mansour 작업은 N=4의 실물 하드웨어 결과를 N=10까지 확장하는 연구 규모(research-scale) 키 복구 실험입니다. 10비트 키는 현장 적용되는 암호화가 아닙니다. 이 가치는 방법론적입니다: 더 깊고 구조화된 암호 분석 회로가 실제 하드웨어에서 실행되고 여러 공격 및 변형을 거쳐 검증됨을 보여주는 것입니다.

Δ-Engine 대신 왜 허바드 모델(Hubbard model)에 양자 컴퓨터를 사용하지 않나요?

현재의 근시일 내 양자 장치로는 중요하게 다루는 크기에서 도핑된 2D 허바드 격자에 대한 신뢰할 수 있는 바닥 상태 에너지 값을 제공할 수 없기 때문입니다. Δ-Engine은 오늘 단일 GPU에서 검증된 답변을 제공합니다. 두 접근 방식은 고전적 솔버가 물리학을 확인할 수 있도록, 하드웨어가 성숙해지는 동안 나란히 유지됩니다.

양자 볼륨(Quantum Volume)이란 무엇인가요? 한 문장으로 설명해주세요.

양자 볼륨은 기계가 안정적으로 실행할 수 있는 가장 큰 정사각형 회로(너비와 깊이가 동일함)를 포착하는 단일 숫자입니다. 따라서 큐비트 개수, 연결성, 오류율을 하나의 비교 가능한 지표에 통합합니다.

SemiEngineering 선정은 유료 배치입니까?

아닙니다. 이는 SemiEngineering의 주간 보안 리서치 리뷰에서 진행된 편집 선택 사항이었습니다. 이 리뷰에는 Meta, Google, Radboud University, Politecnico di Milano 등의 작업도 소개되었습니다. VIDRAFT는 이에 대해 보도 자료를 배포하지 않았으며, 에디터들이 이를 선택한 것입니다.

평가 기간 이후에는 어떻게 되나요?

VIDRAFT와 Quantinuum은 평가 할당량이 사용된 후 미래 프로젝트의 규모 및 추가 협력에 대한 후속 논의를 진행하기로 합의했습니다. Quantinuum 플랫폼에서 얻은 연구 결과는 Quantinuum과 합의한 절차에 따라 단계적으로 공개될 것입니다.

VIDRAFT가 현재 작업하고 있는 하드웨어 계열은 무엇인가요?

두 가지 주요 큐비트 계열 모두입니다: IBM의 초전도 Heron(Even-Mansour 실험이 진행된 곳)과 Quantinuum의 트랩드-아이온 H-Series(새롭게 부여받은 평가 플랫폼). 물리적으로 다른 두 아키텍처에서 동일한 연구 질문을 실행하는 것 자체가 유용한 교차 검증 역할을 합니다.

추가 자료 보기

VIDRAFT, Hugging Face 공식 리더보드 Top 10 차지: 모든 48개 벤치마크의 실시간 지도가 공개되었습니다 (동일 계정)
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