양자컴퓨팅 기술력, 미국 1위 중국 2위... 한국 최하권

= MS 누리집

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[이코리아] 양자컴퓨터는 양자역학의 원리를 활용하여 연산을 수행하는 컴퓨터로, 기존 반도체 기반 컴퓨터가 처리할 수 없는 복잡한 연산을 해결할 수 있는 차세대 기술로 꼽힌다.

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지난 1월 CES에서 젠슨 황 엔비디아 CEO가 실용적인 양자컴퓨터가 나올 때까지 20년은 걸릴 것이라고 전망하며 양자컴퓨팅의 상용화 시기를 놓고 논쟁이 벌어진 가운데, 마이크로소프트, 구글, IBM 등 주요 IT 기업들이 양자 컴퓨팅의 빠른 상용화를 자신하며 경쟁을 가속화하고 있다.

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마이크로소프트는 현지시간 19일 자체 개발한 ‘위상초전도체’를 기반으로 한 양자컴퓨팅 칩 '마요라나(Majorana) 1'을 공개했다. 마요라나 1에는 큐비트 8개가 탑재되었으며, 설계를 통해 추후 100만 큐비트 이상으로도 확장할 수 있다고 밝혔다. 또 다른 초전도 큐비트 칩과 달리 '위상적 큐비트'를 사용해 안정성을 높였다는 설명이다.

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마이크로소프트는 "마요라나 1은 위상적 코어(Topological Core) 기술을 활용하여 단일 칩에서 100만 큐비트까지 확장할 수 있도록 설계되었다."라고 성능에 대해 밝혔다. 또 "마요라나 1의 개발을 통해 수십 년이 아닌 수년 내로 신뢰할 수 있는 양자컴퓨팅을 구축할 수 있을 것"이라고 말했다. 그러면서 트랜지스터의 발명이 컴퓨터 시대를 바꿔놓은 것 처럼, 마요라나 1이 양자컴퓨터 시대를 열 것이라고 강조했다.

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올해를 '양자 준비의 해'로 선언한 마이크로소프트는 양자 컴퓨팅의 상용화에 대해 낙관적인 입장을 보이고 있다. 빌 게이츠 마이크로소프트 창립자는 최근 젠슨 황의 예측이 틀렸을 가능성이 있다며, "향후 3~5년 내에 이러한 양자 기술 중 하나가 매우 어려운 문제를 해결하기에 충분한 진정한 논리적 큐비트를 달성할 가능성이 있다."라고 주장한 바 있다.

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구글과 IBM도 이에 맞서 양자컴퓨팅 개발을 가속화하고 있다. 구글은 지난해 말 양자 칩 ‘윌로우(Willow)’를 발표했다. 구글은 윌로우를 장착한 컴퓨터가 세계 최강의 슈퍼컴퓨터보다 우수한 성능을 지닐 수 있다고 자신했으며, 현재 최강의 슈퍼컴퓨터 '프론티어'가 10의 24 제곱년에 걸쳐 해결할 문제를 윌로우는 5분만에 해결했다고 발표했다.

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구글의 다음 목표는 기존 컴퓨터를 뛰어넘는(beyond-classical) 계산을 통해 실제 문제를 해결할 수 있는 상업적으로 유용한 양자 알고리즘을 구현하는 것이며, 이를 위해 구글은 윌로우 칩을 활용해 기존 컴퓨터 대비 성능 우위를 입증하면서도 실제 응용 가능성을 확보하는 데 주력할 계획이다.

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IBM은 지난해 말 양자 프로세서 'IBM 퀀텀 헤론'을 발표했으며, 로드맵에 따라 올해 4000큐비트의 양자 컴퓨터를 출시할 예정이다. IBM은 오는 2029년까지 오류 수정이 가능한 양자컴퓨터 개발을 목표로 하고 있다.

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한편 중국의 추격 역시 거세다. 미국 정보혁신재단(ITIF)에 따르면 중국은 양자 기술에 150억달러(약 22조 원)을 투자하고 있다. 중국은 양자 컴퓨팅 분야에서는 미국에 뒤쳐져 있지만 양자 통신 분야에서는 세계적으로 선두를 차지하고 있으며, 양자 감지에서는 미국과 비슷한 수준을 유지하고 있다. 특히 상업적으로 활용 가능한 기술에서 강점을 보이고 있으며, 공공 부문 투자 규모에서는 미국을 압도하고 있다는 분석이다.

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중국의 스타트업 오리진퀀텀(Origin Quantum)은 지난 1월 신형 양자컴퓨터 ‘우콩(Wukong)’을 발표했다. 서유기의 손오공에서 이름을 딴 우콩은 72큐비트 규모의 초전도 양자컴퓨터로, 1월 6일에 공개된 이후 139개국에서 2천만 명 이상이 원격으로 기술 검증에 참가했다.

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한국의 양자컴퓨팅 기술력은 글로벌 시장에 비해 상대적으로 뒤처져 있다는 평가를 받고 있다. 과학기술정보통신부가 내놓은 글로벌 R&D(연구·개발) 전략지도에 따르면 양자컴퓨터 분야에서는 미국이 100점으로 1위, 중국은 35점으로 2위를 차지했으며 독일(28.6점), 일본(24.5점)이 뒤를 이었으나 한국은 2.3점이 매겨지며 최하위권을 차지했다. 특히 양자컴퓨터, 양자통신, 양자센서 등 양자 분야에서는 조사 대상이 된 주요국 중 12위를 차지했다.

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정부는 최근 양자 분야에 투자를 확대해나가고 있다. 과기정통부는 올해 1980억원의 전용 예산을 편성하고 15개 사업과 32건의 과제를 추진한다. 또 오는 2032년까지 1000큐비트급 양자컴퓨터 구축을 목표로 하고 있었으나, 2030년 상용화를 목표로 앞당긴다고 밝혔다. 과기정통부는 19일 열린 '2026 정부R&D 투자방향 공청회'에서 양자 분야 예산이 지난해 대비 700억 원 늘었으며, 오는 2030년 상용화를 목표로 1000큐비트급 초전도 중성원자 방식의 양자컴퓨팅 핵심기술을 대형 예타 사업으로 추진 중이라고 밝혔다.

 

 

 

 

현기호 기자

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