전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
GAM 일반

속보

더보기

[양자 혁명] '꿈의 기술' 현실로 ① 큐비트의 마법 풀린다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

중첩·간섭·얽힘·비일관성이란
기존 컴퓨팅과 뭐가 다른가
이르면 2035년 본격화

이 기사는 3월 4일 오후 1시51분 '해외 주식 투자의 도우미' GAM(Global Asset Management)에 출고된 프리미엄 기사입니다. GAM에서 회원 가입을 하면 9000여 해외 종목의 프리미엄 기사를 보실 수 있습니다.

[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 꿈의 기술로 통하는 양자 컴퓨팅 시대가 이르면 10년 뒤 본격 개막할 전망이다. 빅테크를 중심으로 관련 기술을 선점하려는 경쟁이 뜨겁게 달아오른 가운데 투자자들의 관심도 고조되는 모습이다.

인터넷과 디지털 컴퓨팅이 지난 수 십년간 세상을 크게 바꿔 놓은 데 이어 양자 혁신은 전혀 새로운 차원의 세상을 열어 놓을 것으로 기대를 모은다.

신약 개발부터 지구온난화에 대한 대처까지 빛의 속도로 작동하는 양자 컴퓨팅 기술이 해법을 제시할 것이라는 전망이다. 인공지능(AI) 기술 역시 양자 컴퓨팅과 접목할 때 개발 속도와 폭이 한층 확대될 수 있다고 업계 전문가들은 말한다.

양자는 컴퓨팅 원리에 대한 접근부터 기존의 기술과는 다르다. 기존의 컴퓨터와 스마트폰은 0과 1이라는 두 가지 숫자만 사용한다. 이를 비트(bit)라고 지칭한다. 말하자면, 전기 스위치가 켜져 있거나(1) 꺼져 있는(0) 상태라는 얘기다.

문자나 사진, 동영상 등 현대인이 사용하는 모든 정보는 0과 1의 조합으로 처리, 저장되는데, 컴퓨터가 연산을 할 때 0과 1로 된 정보를 하나씩 차례대로 처리한다. 길게 줄을 서서 한 명씩 차례대로 티켓을 구매하는 것과 같은 형태다.

양자 컴퓨팅의 근간이 되는 큐비트(qubit, 양자를 의미하는 quantum과 bit의 합성어)는 다르다. 기존의 컴퓨터에서 비트가 0 또는 1 중 하나만 될 수 있다면 큐비트는 0과 1을 동시에 가질 수 있다. 이를 중첩(superposition)이라고 한다.

독일 라이프니츠 컴퓨팅 센터의 양자 컴퓨팅 시설 [사진=블룸버그]

과학자들은 비트와 상이한 큐비트의 중첩이라는 원리를 흔히 동전으로 설명한다. 동전을 던져서 앞면이나 뒷면이 나올 때까지 결과를 기다리는 것이 전통적인 컴퓨팅이라면 양자 컴퓨팅은 동전이 바닥에 떨어지지 않고 공중에서 빙글빙글 돌고 있는 상태를 사용한다는 얘기다.

중첩 이외에 얽힘(entanglement)과 비일관성(decoherence), 간섭(interference)이 큐비트의 핵심 원리에 해당한다.

이 같은 원리 때문에 양자 컴퓨팅은 정보를 하나씩 차례대로 처리하는 기존의 컴퓨팅과 달리 여러 가지를 동시에 처리해 낸다.

비트와 큐비트를 설명하는 도식 [자료=블룸버그]

미로를 풀 때 전통적인 컴퓨터가 하나씩 차례대로 길을 택해 출구를 찾는 반면 양자 컴퓨팅은 모든 길을 동시에 탐색할 수 있다.

기존의 컴퓨터는 상대적으로 '직설적'이다. 한정된 데이터 값의 입력으로 작동하고, 알고리즘을 이용해 해답을 제시한다. 이 때 입력값을 암호화 하는 비트는 서로 정보를 공유하지 않는다.

퀀텀 컴퓨팅의 차이는 데이터가 큐비트로 입력되는데 큐비트가 상호 작용한다는 점이다. 이를 통해 다수의 연산을 동시에 처리할 수 있다.

양자 혁신이 완성되면 수 천년 걸리는 연산을 단 몇 초 만에 처리해 낼 수 있다는 주장이 설득력을 얻는 이유다.

빛의 속도만으로도 양자 컴퓨터의 강점이 부각되지만 이것이 전부가 아니다. 기존의 컴퓨터가 한 가지 답을 제시하는 반면 양자 컴퓨터는 해답이 될 수 있는 범주를 제시한다.

이는 모든 사안에 양자 컴퓨터를 도입할 필요는 없다는 의미로 풀이된다. 양자 컴퓨팅 시대가 본격화 되더라도 제한된 영역 안에서 연산이 필요한 경우에 대해서는 전통적인 컴퓨터가 계속 사용될 것이라는 얘기다.

모든 산업은 궁극적으로 최적화에 이르기 위한 솔루션을 찾고, 최적화 상태에 의존하기도 한다. 가령, 택배 업체는 시간과 에너지를 절약하면서 최상의 서비스를 제공하기 위한 노선을 찾아야 하고, 제조 업체들은 특정 형태의 기계를 어디에 도입해야 하는지 고민한다.

전통적인 형태의 컴퓨팅을 이용할 때 기업들은 연산을 하나씩 차례대로 수행하면서 최적화를 찾아내는데 이 과정에 적지 않은 시간과 비용이 발생한다.

반면 큐비트를 앞세운 양자 컴퓨팅 세계에서는 중첩과 얽힘, 간섭, 비일관성 등 핵심 원리로 인해 다수의 연산을 동시에 실행할 수 있기 때문에 최적의 해법을 찾아내는 데 시간과 비용을 크게 절약할 수 있다.

큐비트라는 마법을 풀어내려는 도전은 빅테크를 중심으로 가속화되는 모양새다. 구글과 마이크로소프트(MSFT), 아마존(AMZN), IBM(IBM) 등을 포함한 IT 공룡 업체부터 리게티 컴퓨팅과 아이온큐 등 중소 업체들까지 관련 기술 개발에 공격적으로 뛰어들었다.

업계 전문가들은 양자 기술 개발의 현황에 대해 과거 1950년대 초기 컴퓨터와 흡사한 단계라고 설명한다. 당시 컴퓨터는 방 하나를 모두 차지할 정도로 크지만 작업의 영역은 제한적이었다. 현재 양자 컴퓨팅 역시 영하 273도에 가까운 극저온의 특수 환경에서만 작동하고, 적지 않은 오류가 발생한다.

맥킨지가 IT 업계 경영진과 과학자, 투자자를 대상으로 실시한 조사에서 72%가 양자 컴퓨팅 시대의 본격화 시기를 2035년으로 예상했다. 나머지 28%는 2030년으로 전망했다.

앞으로 10~15년 사이에 전혀 새로운 차원의 컴퓨팅이 금융과 의학, 군사, 환경 등 각 분야에 본격적으로 도입될 것이라는 얘기다.

보다 세부적으로는 5년 이내의 단기 변화와 5~10년 사이의 중기 변화, 10~20년의 장기 변화로 구분할 수 있다고 업계 전문가들은 말한다.

이미 클라우드를 통해 연구자들이 양자 컴퓨팅에 접근하라 수 있고, 제약사를 포함해 일부 업계가 이를 활용하기 시작했다.

이들을 필두로 앞으로 5년 이내에 양자 컴퓨팅을 근간으로 한 단기적인 변화가 가시화될 수 있다는 전망이다.

중기적으로는 금융과 물류, 에너지 분야에서 특정 문제를 해결하는 데 양자 컴퓨팅이 사용될 가능성이 높다고 업계 전문가들은 말한다.

마지막, 10~20년에 걸친 장기적인 측면에서는 보다 강력하고 안정적인 양자 컴퓨팅이 개발돼 광범위한 분야에서 말 그대로 혁신적인 변화가 전개될 것이라고 석학들은 기대한다.

일부에서는 전통적인 형태의 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅을 접목해 시너지 효과를 극대화하는 방향으로 미래 IT 기술이 발전할 가능성도 열려 있다고 주장한다.

양자 컴퓨팅 혁신이 기존의 컴퓨터를 모두 대체하거나 퇴출시키지는 않을 것이라는 얘기다. 각 산업이나 업무의 특성에 따라 양자 컴퓨팅의 도입으로 한 단계 도약할 수도 있고, 이메일 확인이나 동영상 시청 등 일상적인 작업의 경우 전통적인 형태의 컴퓨팅이 지속적으로 적용될 것이라는 설명이다.

 

shhwang@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
이번주 '李 정책 슈퍼위크' 주목 [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 정부의 '정책 슈퍼위크'가 13일부터 시작된다. 이날 열리는 국가재정전략회의를 시작으로 부동산 정책 공개 토론회가 오는 14일부터 3일간 열리고, 정부 부처 대통령 업무보고도 15일부터 시작된다. 이 대통령은 한 주 동안 '나라의 곳간'인 내년도 예산안 편성 방안과 '부동산 공화국' 탈피를 위한 정책 토론, 취임 1년 차 당시 점검했던 국정 과제 이행과 지적 사항을 점검한다. [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 30일 서울 청와대에서 열린 제28회 국무회의 겸 제13차 비상경제점검회의에서 모두발언을 하고 있다. [사진=청와대] 2026.06.30 photo@newspim.com ◆ 반도체 호황 추가 세수, '미래대응기금'으로 13일 청와대와 정부에 따르면 이 대통령은 이날 오후 청와대 본관에서 열리는 '2026 국가재정전략회의'에 참석한다. 이날 회의는 '미래대응기금'에 대해 논의할 예정이다. 미래대응기금은 반도체 호황으로 확보되는 추가 세수를 활용한 기금이다. 인공지능(AI) 국가전략과 3대 메가프로젝트 등 미래 성장 동력 확보에 필요한 재원을 확보하기 위해 기금을 만들겠다는 구상이다. 기금은 국가 균형 발전과 청년 정책에도 활용된다. 오는 14일부터 16일까지 사흘 동안은 부동산 토론회가 잇달아 열린다. 14일은 국토교통부가 '부동산 공급 대책'을 주제로 토론회를 연다. 이어 15일 금융위원회의 '부동산 금융', 16일 재정경제부의 '부동산 세제'를 주제로 한 토론회가 각각 열린다. 사흘간의 부동산 토론회에서 언급되고 논의된 내용들은 오는 23일 이 대통령 주재로 열리는 '부동산 대토론회'에서 구체화된다. 부동산 공급 대책의 경우 '공공 주도'와 '민간 공급'의 비율 문제가 논의될 것으로 보인다. 그간 정부의 부동산 공급 대책은 공공 주도가 핵심이었다. 그러나 민간 용적률 인센티브 확대, 재개발·재건축 활성화, 대출 규제 완화 등의 시장 목소리가 커짐에 따라 민간 공급 활성화 방안에 대한 요구도 토론회에서 나올 것으로 보인다. ◆ 돌아온 잼플릭스…140개 공공기관 업무보고 모두 생중계 이번 토론회에서 논의되는 부동산 세제 개편안 내용은 오는 7월 말이나 8월 초 발표되는 '2026 세제 개편안'에 담길 예정이다. 김용범 청와대 정책실장은 지난 10일 춘추관 브리핑을 통해 "세제는 2026년도 개편안 발표 시한이 있어 늦어도 7월 말이나 8월 초는 돼야 한다"며 "세제는 국민의 권리이자 의무이고 재산권 문제라서 입법 예고를 해야 하기 때문"이라고 밝힌 바 있다. '잼플릭스(이재명+넷플릭스)'라고 불렸던 정부 부처 업무보고도 오는 15일부터 시작된다. 21일까지 9차례에 걸쳐 모두 생중계로 진행된다. 국무조정실을 비롯해 19부·6처·18청·7위원회를 포함한 140개 공공기관이 대상이다. 이번 업무보고는 지난해와 다르게 200여 명의 국민 참관단이 새로 참석한다. 이 대통령은 200여 명의 국민 참관단과 함께 지난해 말 첫 업무보고에서 제시된 각 부처의 정책과 과제가 제대로 이행되고 있는지 점검할 것으로 보인다. pcjay@newspim.com 2026-07-13 09:08
사진
전국 찜통더위에 전력수요 급증 [세종=뉴스핌] 최영수 선임기자 = 짧은 장마 이후 연일 폭염이 지속되면서 올여름 전력수요가 처음으로 90기가와트(GW)를 넘어설 전망이다. 정부가 발전설비를 총동원하고 있지만, 전력예비율이 올여름 들어 처음으로 10%까지 떨어질 것으로 예상됐다. 정부는 올여름 전력피크를 8월 셋째 주로 전망했지만, 때 이른 폭염으로 7월부터 전력피크에 도달할 가능성이 적지 않다. ◆ 저녁시간 94GW 전망…전력예비율 10%로 뚝 13일 기후에너지환경부와 전력거래소에 따르면, 이날 오후 6~7시 최대전력수요는 94GW로 전망됐다. 전력거래소는 최초 전망에서 최대전력수요를 91.8GW, 공급예비력 12.3GW(예비율 13.4%)로 전망했지만, 늘어난 전력수요를 반영해 수정했다. 전력거래소는 "이 시간대 예비력은 9383MW로 '정상' 상태"라며 "전력수급이 안정적일 것으로 예상한다"고 밝혔다. 2026년 7월 13일 최대전력수요 전망 [자료=전력거래소] 2026.07.13 dream@newspim.com 하지만, 이 시간대 공급예비력이 9.4GW 규모로 감소하면서 예비율도 10%로 뚝 떨어질 전망이다. 예비율이 10%까지 떨어진 것은 올여름 들어 처음이다. 정부가 가동할 수 있는 발전설비를 총동원해도 전력예비율이 10% 이하로 떨어질 수 있는 상황이다. 기후부 관계자는 "폭우나 태풍으로 인한 전력설비 불시고장, 역대급 폭염에 따른 비상 상황에 대비해 약 8.8GW의 예비자원을 추가로 준비하고 있다"고 강조했다. ◆ 정부, 8월 3주 전력피크 전망…7월 경신 가능성 지난해 여름에도 이른바 '마른장마'로 인해 7월 둘째 주부터 폭염에 시달렸다. 때 이른 폭염이 지속되면서 7일 8일 최대전력수요가 95.7GW까지 치솟았다. 이는 지난해 여름철 전력피크(96GW, 8월 25일)와 거의 유사한 수준이다. 기후부는 지난달 25일 올여름 최대전력수요가 8월 3주차에 94.1GW(기준)~98.8GW(상한)를 기록할 것으로 전망했다. 이때 공급능력은 107GW 규모이며, 예비력은 13.9GW(기준)~8.2GW(상한) 수준으로 떨어질 전망이다. [AI 일러스트=최영수 선임기자] 2026.06.25 dream@newspim.com 하지만 폭염 속 전력수요가 급증하면서 이미 7월부터 정부의 전망치를 웃돌 가능성이 있다. 특히 13일 공급능력이 103.4GW에 그치면서 운영예비력도 9.8GW(예비율 10%) 수준으로 떨어질 것으로 전력거래소는 전망했다. 지난해 10월 1일 기후에너지환경부 출범 처음 맞는 여름이어서 기후부 체제 하에서 전력수급 능력이 어떻게 달라질 지 첫 시험대에 오른 상황이다. 기후부는 전력피크가 예상되는 오후 6~7시 시간대 에너지 절약 동참을 유도하고 있다. 기후부는 "대국민 에너지 절약 캠페인으로 수요관리 동참을 유도하고 있다"면서 "냉방온도 준수, 불필요한 조명 소등 등 에너지 절약에 동참해 달라"고 당부했다. dream@newspim.com 2026-07-13 07:58
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동