엔비디아 GB200·퀀텀-X800 기반 슈퍼컴퓨터 가동 시작, 일본 최첨단 양자·AI 과학 역량 강화 지원

엔비디아(www.nvidia.co.kr)가 제네시스 미션(Genesis Mission)의 첫 번째 국제 파트너인 일본과 함께 AI 기반 과학 협력을 추진한다고 밝혔다. 

제네시스 미션은 AI를 활용해 과학적 발견을 가속하는 대규모 이니셔티브로, 미국 연구소와 산업계의 참여뿐 아니라 국제적인 협력을 촉구하고 있다. 

엔비디아(NVIDIA)와 일본은 AI부터 양자 컴퓨팅에 이르는 분야에서 제네시스 미션에 동참하고 있다. 

엔비디아·이화학연구소, ‘AI 포 사이언스’ 추진

일본을 대표하는 종합 연구 기관인 이화학연구소(RIKEN)에서는 엔비디아 GB200과 엔비디아 퀀텀-X800(Quantum-X800) 기반의 슈퍼컴퓨터 두 대가 가동을 시작한다. 

‘AI 포 사이언스(AI for Science)’ 개발을 위한 새로운 슈퍼컴퓨터 RIKYU는 GB200 NVL4 플랫폼을 바탕으로 엔비디아 블랙웰(Blackwell) GPU 1,600개를 탑재했다. RIKYU는 이화학연구소의 오픈 파운데이션 모델 개발을 지원하고, 생명과학, 재료과학, 실험실 자동화 등 다양한 분야에서 AI 도입을 가속하는 데 기여할 예정이다. 

JHPC-양자 GPU 슈퍼컴퓨터 ROQUO는 양자 프로세서와 가속 컴퓨팅을 긴밀하게 통합한 양자-HPC 시스템이다. GB200 NVL4 플랫폼을 통해 제공되는 블랙웰 GPU 540개를 활용하며, 일본 와코(Wako)와 고베(Kobe)에 위치한 이화학연구소 시설 내 양자 컴퓨터와 연결된다. 여기에는 퀀티넘(Quantinuum)의 트랩 이온 기반 레이메이(Reimei) 시스템도 포함돼 하이브리드 양자-HPC 워크로드를 지원한다. ROQUO 가동 초기부터 연구진은 엔비디아와 공동 개발하고 양자-고전 컴퓨팅을 위한 엔비디아 쿠다-Q(CUDA-Q) 플랫폼에 통합한 진화형 AI 프레임워크를 활용해 레이메이 시스템용 양자 회로를 생성하는 방안을 탐색하기 시작했다. 

AI와 양자를 연결하는 생태계 구축

AI는 양자 프로세서를 실용적인 양자-GPU 슈퍼컴퓨터로 확장하는 데 핵심적인 기술이다. 그러나 양자 컴퓨팅 워크플로우에 AI를 도입하는 것은 여전히 주요 과제로 남아 있다. 

엔비디아는 일본 산업기술종합연구소(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST) 산하 양자-AI 기술 글로벌 연구개발센터(Global Research and Development Center for Business by Quantum-AI Technology, AIST G-QuAT)와 협력해 현재와 미래의 양자 프로세서 시스템에 최첨단 AI를 적용하고 있다. 엔비디아 NVQ링크(NVQLink)는 GPU와 양자 프로세서 간 저지연 연결을 제공하며, 엔비디아 아이싱(Ising) 오픈 모델은 자동화된 QPU 보정과 AI 기반 양자 오류 정정 디코딩을 지원한다. 

양자 화학 분야 발전 가속

화학 시스템을 고정밀도로 시뮬레이션하는 기술은 재료과학과 신약 개발 등 차세대 연구 분야의 기반이 된다. AI 기반 접근 방식은 양자 알고리즘의 활용 범위를 확장하고, 시뮬레이션의 확장성을 높이는 데 기여한다. 

엔비디아는 미쓰비시케미칼(Mitsubishi Chemical), 미즈호은행(Mizuho Bank), 게이오대학교(Keio University), AIST, 토론토대학교(University of Toronto)와 함께 분자 스펙트럼 분석에 양자 프로세서를 활용하는 AI·GPU 기반 워크플로우를 시연했다. 분자 스펙트럼 분석은 분자와 재료의 전자 구조와 특성을 이해하는 데 중요한 기술이다. 이 워크플로우에서 엔비디아 GPU는 CPU 전용 노드 대비 13.4배의 속도 향상을 달성했다. 분석 속도가 향상됨에 따라 연구진은 반도체 제조용 극자외선 포토레지스트와 같은 초기 연구 대상에 해당 기술을 더욱 빠르게 적용할 수 있다. 

실용적인 양자 화학 애플리케이션 개발을 위해서는 미래의 대규모 하이브리드 양자-GPU 슈퍼컴퓨팅 시스템에 적합한 워크플로우를 구축해야 한다. 엔비디아와 후지쯔(Fujitsu)는 대규모 양자-화학 시뮬레이션에서 엔비디아 쿠다-Q를 효율적으로 활용하는 방법을 공동 연구하고 있다. 이번 협력을 통해 후지쯔는 자사의 양자-고전 하이브리드 컴퓨팅 환경을 효율적으로 제어하기 위한 NVQ링크의 활용 가능성을 검증하는 시험을 시작했다. 

미국과 일본은 엔비디아 플랫폼을 기반으로 유용한 대규모 양자 컴퓨팅과 AI 기반 과학 연구의 공동 기반을 마련하고 있으며, 산업계와 학계, 정부 간 협력을 확대하고 있다.