양자컴퓨터, 양자컴퓨팅 무엇인가요?

 

안녕하세요. 

작성일(2025.03.18) 기준으로 어제 엔비디아의 'GTC 2025' 기대감에

미국 주식시장의 양자컴퓨터 관련주인 디웨이브 컴퓨팅과 퀀텀의 주가가 각각 10%, 40% 껑충 뛰었는데요.

오늘은 이 양자컴퓨터가 무엇인가에 대하여 설명을 해볼까 합니다.

 

양자컴퓨터??

양자역학의 원리를 활용하여 정보를 처리하는 혁신 기술입니다.

양자컴퓨터는 기존의 컴퓨터와 달리, 큐비트라는 양자적 상태의 조합을 이용해 연산을 합니다.

여기서 큐비트는 양자 컴퓨터로 계산할 때의 기본 단위인데요. 

0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있는 중첩 상태를 유지하여 

기존의 컴퓨터는 상상할 수 없는 빠른 속도로 복잡한 계산을 해결할 수 있습니다.

 

양자컴퓨터의 역사와 발전

양자컴퓨팅의 개념은 1980년대 초반으로 거슬러 올라갑니다.

물리학자 리처드 파인만과 데이비드 도이치에 의해서 처음 소개되었습니다.

파인만은 양자역학 원리를 이용해 컴퓨터를 만들면 

상상할 수 없는 강력한 계산 능력을 가질 수 있다고 주장하였으며,

도이치는 양자 컴퓨터의 기본 개념을 수립하고 

실제 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터 대비 뛰어난 성능을 가지고 있다는 것을 증명하였습니다.

 

1990년대부터는 실험적인 연구가 시작되었습니다.

2000년대 들어 상용화를 위한 연구가 본격적으로 시행되었습니다.

이를 통해, 2011년 디웨이브 시스템이 최초의 사용 양자컴퓨터를 출시를 하였고

2019년 구글은 자신들이 양자의 우위를 달성했다고 발표하며

산업계에 큰 관심을 끌기 시작하였습니다.

 

양자컴퓨터의 특징과 장점

기존 슈퍼컴퓨터보다 수천만 배 빠른 연산 속도를 가지고 있습니다.

예를 들어 슈퍼컴퓨터로 1만년이 걸리는 작업을 양자컴퓨터는 200초만에 연산을 수행할 수 있습니다.

이러한 속도는 질병 치료제의 개발과 유전자 정보 분석, 기후 변화에 대한 대응, 우주에서 벌어지는 현상에 대한 연구 등

다양한 분야의 기술 혁신을 가져올 수 있습니다.

 

양자컴퓨터의 활용

- 약물 개발 : 분자 모델링과 화합물 반응을 통하여 신약을 개발하고 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.

- 금융 : 포르폴리오의 최적화, 리스크 분석 등 복잡한 계산 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다.

- 물질과학 및 소재 개발 : 신소재의 특성과 반응을 정확하게 분석하고 예측하여 좋은 소재의 개발을 가속화할 수 있습니다.

 

양자컴퓨터의 현 상태와 미래에 대한 전망

현재 상용화 단계에 들어간 양자컴퓨터는 구글을 선두주자로 IBM, 마이크로 소프트 등 미국 주요기업들이

앞다투어 R&D(연구,개발)을 주도하고 있습니다.

하지만 운영 비용이 상당히 높은 편에 속하고, 극저온 환경에서 작동을 해야하기에 

상당한 투자와 인프라가 필요한 상황입니다.

양자컴퓨터의 기술 발전은 국가 경쟁력과 안보에 중요한 역할을 할 것으로도 기대합니다.

 

현 상황에서의 기술과 해결책

양자컴퓨터의 가장 큰 도전 과제는 에러율을 줄이는 것 입니다.

최근 초전도체의 개발은 양자 비트의 에러율을 줄이고 양자 상태를 오래 유지하도록 도와주며

이는 양자컴퓨터의 성능을 크게 향상 시킬 것으로 기대합니다.

하지만 초전도체의 개발이 더딘 상태여서 다른 방법이 연구가 되고 있는 상황입니다.

 

국내 양자컴퓨터의 개발

국내에서도 양자컴퓨터 개발이 진행이 되고 있습니다.

한국표준과학연구원은 2024년 초 20큐비트 양자컴퓨터를 시연하였으며

2026년까지 490억을 투자하여 50큐비트 양자컴퓨터를 개발할 계획을 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다.

이러한 노력을 통해 국내 경쟁력을 강화하고 양자컴퓨팅 분야에서 글로벌 리더쉽을 갖추는 것에 기여할 것입니다.

 

양자컴퓨터 관련주??

양자컴퓨터 관련주로 미국 증권거래소와 국내 주식시장에 상장되어 있는 종목을 몇 개 리스트업 하였는데요.

투자를 계획중이신 분이라면 각각 찾아보시고, 공부를 통해 투자여부를 판단하시면 좋을 것 같습니다.

- 미국 : 아이온큐, 퀀텀, 퀀텀 컴퓨팅, 디웨이브 시스템, 리게팅 컴퓨팅

- 국내 : 코위버, 케이씨에스, 쏠리드, 드림시큐리티, 우리넷

 

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터의 기술을 넘어선 혁신 기술로서 다양한 산업분야에서 획기적인 변화를 가져올 것으로 예측합니다.

하지만 기술적 도전 과제와 상용화를 위한 비용 문제를 해결하는 것이 숙제입니다.

이를 위해 국가적인 차원에서 지속적인 연구와 투자가 필요합니다.

4차 산업혁명의 핵심 동력인 양자컴퓨터는 인류가 풀지 못했던 문제들을 해결하는데 중요한 역할을 할 것이라 생각됩니다.

 

여기까지 양자컴퓨터에 대하여 알아보았구요.

다음에는 더 좋은 정보로 찾아오겠습니다.

감사합니다!!