양자컴퓨터 산업과 투자

미래를 바꿀 4차 산업혁명의 핵심 산업으로 평가받는 산업이 있습니다. 바로 양자컴퓨터입니다. 그 이유로는 기존 컴퓨터는 0과 1만 구분할 수 있었지만 양자컴퓨터는 0과 1 이진수를 동시에 공존시키는 게 가능해 현재 가장 빠르다는 슈퍼컴퓨터보다 비교도 안 되는 속도로 연산이 가능합니다. 그렇기 때문에 다양한 분야에서 엄청난 활용도를 낼 수 있어 인류의 발전을 엄청난 속도로 발전시킬 수 있을 것으로 보이기 때문입니다. 이번에는 그러한 양자컴퓨터 산업에 대해서 알아보고 투자에 대해 소개하고자 합니다.

양자컴퓨터란?

현재 세계에서 제일 빠른 컴퓨터는 슈퍼컴퓨터라고 모두들 알고 있습니다. 흔히 우리가 현재 사용하는 컴퓨터는 2진수를 사용합니다. 즉 0과 1 두개만 사용하는 겁니다. 0과 1만 사용한다면 단순하게 YES와 NO 두개만 생각하며 진행하기에 오류가 나오기가 어렵습니다. 10진법처럼 10개의 수를 사용하면 2개의 상황만 고려하는 2진수보다 훨씬 복잡하고 많기에 오류가 발생할 확률이 높습니다. 따라서 현재 컴퓨터는 어떤 목표에 도달하기 위해서 0과 1을 원하는 목표에 도달할 때까지 모든 경우의 수를 전부 시도하고 계산합니다. 예를 들어 미로를 탈출한다고 하면 미로의 모든 길을 전부 가보면서 올바른 탈출 루트를 찾는 방식입니다. 하지만 이러한 방식으로는 한계가 있습니다. 현재 컴퓨터를 빠르게 하기 위해서 슈퍼컴퓨터는 CPU 많이 넣어서 계산을 하고 있습니다. 빠르지만 과열이 되고 엄청난 전력에너지가 필요합니다. 현재 우리가 사용하는 가정용 컴퓨터도 고사양 게임을 구동 하거나하면 좋은 쿨러를 돌리고, 더 많이 쿨러를 넣어서 시원하게 유지하여 냉각시키는데 슈퍼컴퓨터는 이러한 냉각에 엄청난 에너지와 돈이 들어갑니다. 그래도 한계를 계속 느끼기에 이보다 더 혁신적으로 빠르게 복잡한 문제들을 계산할 수 있는 컴퓨터로 양자컴퓨터가 계속 거론되는 겁니다. 양자컴퓨터는 현재 컴퓨터의 2진법인 0과 1이 중첩 상태로 동시에 존재하는 큐비트를 사용합니다. 즉 미로를 다시 예로 들면 현재의 컴퓨터는 모든 경로를 전부 가보고 올바른 경로를 찾지만 양자컴퓨터는 모든 경로를 전부 동시에 가버린 상태가 됩니다. 계속 목표에 도달할 때까지 시도를 계속하는 게 아닌 처음부터 모든 시도가 동시에 이루어진 상태로 계산이 끝난 겁니다. 하지만 이렇게 좋은 양자컴퓨터의 큐비트의 수를 늘려서 안정적으로 오류 없이 컴퓨터를 작동하는 건 매우 어려운 일이었으며 기존 현재 컴퓨터를 뛰어넘어 양자 우위를 점하기 위해서는 아직 갈길이 매우 멀어 보입니다.

양자컴퓨터의 투자

현재 양자컴퓨터는 미래 4차 산업의 핵심 산업으로 평가받는 만큼 미국의 빅테크나 다양한 스타트업 회사들도 등장하고 있습니다. 각 회사들 어떠한 전략으로 양자컴퓨터 산업에 발전을 이루고 있는지 살펴보겠습니다.

Microsoft

윈도우와 MS 오피스로 유명한 마이크로소프트도 양자컴퓨터에 투자를 하고 있습니다. 마이크로소프트는 현재 회사에 매출 1위의 비중을 가져가는 클라우드 컴퓨팅 분야를 기반으로 한 양자컴퓨터 서비스를 계획 중입니다.

Google

광고 수익을 기반으로 다양한 분야에 투자하여 수많은 분야를 지배하려는 알파벳 구글입니다. 구글은 2019년도 10월에 양자 우위를 최초로 실험을 통해서 논문으로 증명하였습니다. 53개의 큐비트로 슈퍼컴퓨터가 1만 년이 걸리는 문제를 200초 만에 계산에 성공했다고 합니다. 하지만 이내용은 IBM에서 같은 슈퍼컴퓨터로 2.5일이면 계산이 충분히 가능하다고 반박한 내용이 있습니다. 그렇지 구글이 현재로서 양자컴퓨터의 실질적 결과물을 보여준 건 사실입니다.

IBM

양자컴퓨터 개발하면 구글이랑 함께 엄청나게 많이 언급되는 회사입니다. IBM 또한 마이크로소프트처럼 양자컴퓨터를 기반으로 한 클라우드 컴퓨팅 산업을 계획 중입니다. 65큐비트 양자컴퓨터 허밍버드를 운용 중이며 127큐비트를 처리할 수 있는 프로세서 이글(Eagle)을 개발했습니다. IBM은 2019년도에 27큐비트 팔콘을 2020년도에 65큐비트 허밍버드를 2021년도에 127큐비트 이글까지 선보였습니다.

IONQ

 

 

현재 한국에서도 가장 유명한 미국의 양자컴퓨터 스타트업 회사인 아이온큐입니다. 삼성이나 현대차가 투자를 하고 공동창업자 듀크대학교 교수 김정상 교수님이 계셔서 더욱 그런 게 아닐까 싶습니다. 아이온큐는 다른 양자컴퓨터랑 다른 방식인 이온트랩 방식으로 전하를 띈 원자인 이온을 전자기장을 이용하여 붙잡아두고 장치인 이온트랩을 통해서 양자 회로를 구성하는 방식이라고 합니다. 이온을 통해 만들어진 큐비트는 두 개의 이온에 레이저를 조사하여 양자 중첩 양자 얽힘 상태를 만들어 양자 회로를 구성합니다. 포획된 이온이 장시간 유지가 가능하며 초전도방식과 달리 상온에서 작동이 가능하다는 장점이 있습니다.

Rigetti computing

리게티도 미국의 양자컴퓨터 스타트업 회사입니다. 리게티 컴퓨팅은 아이온큐와 다르게 초전도체 방식의 양자컴퓨터를 개발하고 있으며 극저온을 유지해야 하는 단점이 있지만 속도면에서는 빠르다는 장점이 있습니다. 리게티 컴퓨팅은 2016년도에 3큐비트 2017년도에 8큐비트 현재로는 80큐비트 수준이라고 합니다. 또한 리게티 양자컴퓨팅은 모듈식 양자 칩을 사용하여 확장성이 빠르다고 하며 IBM의 초전도 양자컴퓨터보다 연산속도도 빠르다고 합니다. 이상으로 지금까지 부족한 글 읽어주셔서 감사합니다.