“양자 컴퓨터도 자원 폭식할 것”… 양자 컴퓨팅 에너지와 자원 수요 예측 시급

인공지능(AI) 고도화로 인한 데이터 센터의 전력 및 용수 부족 사태가 전 세계적인 화두로 떠오른 가운데, 미래의 구원투수로 여겨지던 양자 컴퓨팅 기술 역시 대규모로 상용화될 경우 막대한 에너지와 물을 소모할 것이라는 경고가 나왔다. 테크 익스플로어(Tech Xplore)가 보도한 최신 분석에 따르면, 학계와 인프라 전문가들은 미래 양자 시대의 지속 가능성을 보장하기 위해 지금부터 양자 컴퓨팅 에너지, 물, 기타 필수 자원의 소모량을 정밀하게 예측하고 관리 체계를 구축해야 한다고 지적한다.

냉각 시스템이 초래할 양자 컴퓨팅 에너지와 수자원 압박

흔히 양자 컴퓨터는 기존 실리콘 기반 슈퍼컴퓨터보다 연산 효율이 높아 에너지를 아낄 수 있다고 오해받기 쉽다. 하지만 양자 프로세서(QPU)가 안정적으로 구동하기 위해서는 절대영도에 가까운 극저온을 유지해야 하며, 대규모 스케일의 연산 장치를 상용 가동할 때는 이 냉각 인프라를 유지하는 데 엄청난 전력과 냉각수가 투입되어야 한다. 전문가들은 미래의 양자 컴퓨팅 에너지 수요와 수자원 고갈 리스크를 선제적으로 계산하지 않는다면, 현재 AI 데이터 센터가 직면한 전력 대란과 환경 오염 문제가 양자 시대에 더 큰 규모로 재현될 수 있다고 경고한다.

대규모 확장을 대비한 미래 자원 예측 모델의 필요성

현재 단계의 양자 컴퓨터는 실험실 수준의 소규모 구동에 그치고 있어 자원 소모량이 가시화되지 않았다. 그러나 향후 기업용 하이퍼스케일 인프라에 양자 시스템이 통합되어 대규모(at scale)로 확장되는 시점에는 에너지와 물, 기타 핵심 자원의 요구량이 기하급수적으로 폭증하게 된다. 기사는 기술 정책 입안자들과 환경 공학자들이 기술의 발전 속도에만 매몰될 것이 아니라, 양자 노드가 늘어남에 따라 동반 상승할 인프라적 인지 비용과 물리적 자원 부하를 예측하는 표준화된 모델을 시급히 개발해야 한다고 제안한다.

포스트 실리콘 시대의 지속 가능성을 결정할 선제적 인프라 전략

결국 미래 기술 시장의 경쟁 우위는 단순히 ‘누가 더 뛰어난 양자 컴퓨터를 보유했는가’가 아니라, ‘그 양자 시스템을 얼마나 자원 효율적이고 지속 가능한 방식으로 운영하는가’로 전환될 전망이다. 양자 기술이 비즈니스 워크플로우에 통합될 때 발생하는 환경적 비용을 최소화하는 전략이 기업의 생존 조건을 결정짓는 핵심 지표가 되기 때문이다. 전문가들은 기후 위기 시대에 부합하는 환경 친화적 양자 인프라 구축과 자원 공급망 확보가 뒷받침될 때에만, 양자 컴퓨팅이 인류의 진정한 차세대 성장 동력으로 자리 잡을 수 있을 것이라고 강조했다.

[알아두면 좋은 용어]

• 양자 컴퓨팅 에너지(Quantum Computing Energy): 양자 프로세서의 연산 및 극저온 냉각 상태(초전도 유지 등)를 지속하기 위해 데이터 인프라에 요구되는 전기 에너지의 총량을 의미한다.
• 스케일링 인프라(Scaling Infrastructure): 소형 기술을 산업 및 국가 규모의 대규모 시스템으로 확장할 때 필요한 전력망, 수자원 공급망, 부지 등의 물리적 기반 시설이다.

손동민 에디터 / hello@sciencewave.kr

자료: techxplore

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