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[양자 시대] ⑦양자기술 '3대 핵심 영역' 고속성장 기대

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양자컴퓨팅∙통신∙센싱 등 3대분야 '양자기술'
3대 분야 성장여력과 발굴할 투자기회 진단

이 기사는 10월 15일 오후 4시00분 '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] 배상희 기자 = <[양자 시대] ⑥美 바짝 추격 中 양자기술, 어디까지 왔나>에서 이어짐.

◆ 양자기술 '3대 핵심 영역' 고속성장 기대

양자 기술은 △양자 컴퓨팅(하드웨어∙소프트웨어∙클라우드 서비스 등) △양자 통신(양자 키 분배<QKD>∙양자암호통신∙위성통신∙광섬유통신) △양자 정밀 측량(양자 센싱, 중력센서∙원자시계∙양자 이미지 센서 등)의 3가지 분야를 아우르는 광범위한 개념이다.

① 최대 성장여력 보유 '양자 컴퓨팅'

양자 컴퓨팅은 가장 큰 성장 여력을 보유한 양자기술 분야다. 양자비트의 중첩과 상호 간섭 특성을 활용해 연산 속도를 지수적으로 가속화하는 새로운 계산 패러다임으로, 산업 발전의 미래 열쇠로 주목 받고 있다. 향후 양자 컴퓨팅 연구의 초점은 양자 오류 수정 기술과 실용화 검증 두 가지 방향에 맞춰질 전망이다.

전 세계적으로 양자 컴퓨팅은 아직 NISQ(Noisy Intermediate Scale Quantum, 중간 규모의 노이즈가 있는 양자 시스템) 단계에 머물러 있으며, 기술 연구개발과 응용 탐색이 중심이다. 양자 비트의 품질, 측정 및 제어 시스템, 외부 간섭 등의 난제가 여전히 존재해 아직 실질적 응용 단계에는 도달하지 못한 상태다.

향후 양자 컴퓨팅 분야는 매우 큰 보폭으로 고속 성장할 전망이다.

중국 양자 기술 데이터 제공업체 퀀텀차이나(光子盒)에 따르면 2024년 50억4000만 달러 정도였던 전세계 양자 컴퓨팅 시장 규모는 연평균 복합성장률(CAGR) 87.64%로 고속 성장해 2030년에는 2199억7800만 달러에 도달하고, 2035년에는 범용적인 내결함성(일부 구성요소에 장애가 발생해도 전체 시스템이 중단 없이 계속 작동할 수 있는 능력) 단계에 진입하면서 시장 규모가 약 8077억5000만 달러에 달할 것으로 예측된다.

중국 국금증권(國金證券) 보고서가 핀란드 양자컴퓨팅 기업 IQM 데이터를 인용해 소개한 바에 따르면 2024년 전세계 양자 컴퓨팅 기업의 총 매출 규모는 13억4600만 달러에서 2030년 181억5800만 달러로 51.90%의 CAGR로 성장할 전망이다. 

[사진 신화사 = 뉴스핌 특약] 양자역학의 터널링 현상에 대한 연구 성과를 인정받아 2025년 노벨 물리학상을 수상한 존 클라크 미국 UC 버클리대 교수, 미셸 드보레 예일대 교수, 존 마르티니스 UC 산타바바라대 교수(사진 화면 속 인물, 왼쪽부터 차례로).

② 상업화∙기술성숙도 선도 '양자 통신'

양자 통신 분야는 상업화 진행 속도가 가장 빠르고 기술 성숙도가 가장 높은 양자기술로 꼽힌다.

양자 복제 불가능 정리, 양자 얽힘 효과 및 하이젠베르크의 불확정성 원리 등 양자 역학적 특성을 기반으로 하여 △양자 키 분배(QKD, quantum key distribution) △양자 공간 이동(QT, Quantum teleportation) △양자 안전 직접통신(QSDC, Quantum Secure Direct Communication) 등의 핵심 기술을 통해 정보의 안전한 전송을 실현한다.

그 중에서도 기술 성숙도가 가장 높은 QKD의 경우 전 영역 통신 보안 체계의 지속적인 업그레이드를 견인할 것으로 기대된다. 현재 양자 비밀통신의 응용은 주로 QKD 링크를 이용한 데이터센터 보안, 양자 난수 생성(QRNG, Quantum Random Number Generation) 분야에 집중되어 있으며 정부∙국방 등 특수한 영역의 보안 응용으로도 확장되고 있다. 향후 QKD 네트워킹 기술이 더욱 성숙화되고 단말 장비가 소형화·이동화됨에 따라 QKD는 통신망, 기업망, 개인 및 가정, 클라우드 저장소 등 보다 광범위한 응용 분야로 확대될 전망이다.

중국 양자 통신 기술은 이미 상용화 조건을 갖추었으며, 양자 보안 네트워킹이 빠르게 구축되고 있다.

최근 몇 년간 중국은 양자 통신 분야의 산업화를 가속화하고 있으며, '징후 간선(京滬幹線, 베이징과 상하이를 연결하고 지난<濟南>과 허페이<合肥>를 관통하는 2000여 km 거리의 양자통신 백본 네트워크)'과 '우허 간선(武合幹線, 우한<武漢>과 허페이를 연결하는 2000여 km 거리의 양자통신 백본 네트워크)'을 대표로 하는 지상 양자통신 백본 네트워크(대규모 통신 네트워크의 중심망)는 '묵자호(墨子号)' 양자 과학실험 위성과 결합하여 천지 일체화(天地一體化) 양자통신 네트워크를 형성했다. 

[사진 신화사 = 뉴스핌 특약] 중국 허페이(合肥)시 '중국전신양자정보과기그룹유한공사' 과학기술 체험관에 설치된 '묵자호(墨子號)'라는 이름의 양자 위성 모형.

현재 중국이 구축한 양자 비밀통신 광케이블 총 길이는 1만2000 km를 돌파했으며, 웨강아오(粵港澳, 홍콩∙마카오∙광둥성), 징진지(京津冀, 베이징∙톈진∙허베이), 장강삼각주(長三角, 상하이시∙장쑤성∙저장성∙안후이성 등의 41개 도시), 청위(成渝, 청두∙충칭) 등 주요 지역을 아우른다.

양자 비밀통신 네트워크의 구축은 광섬유 네트워크 인프라와 긴밀히 융합되고 있으며, 인프라가 지속적으로 보완됨에 따라 대규모 배치가 가능해질 전망이다.

2024년 말 기준 중국 전국 광케이블 노선 총 길이는 7000만 km를 넘어서면서, 향후 양자 비밀통신 네트워크의 대규모 구축의 기반을 마련한 상태다.   

중국 중국상업산업연구원(中商產業研究院)에 따르면 중국의 양자통신 시장 규모는 2020년 540억 위안에서 2024년 892억 위안으로 증가했으며, CAGR은 13.4%에 달해 안정적인 성장세를 보였다. 2025년에는 시장 규모가 937억 위안에 이를 것으로 예상되며, 산업의 성장 잠재력은 계속해서 확장될 전망이다.

[서울=뉴스핌] 배상희 기자 2025.10.15 pxx17@newspim.com

③ 다운스트림 응용 가속 '양자 정밀 측량'

양자 정밀 측량 기술은 양자역학 원리에 기반한 고정밀 센싱 측정 기술로, 전통적인 측정 방식에 비해 측량 결과의 정밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.

측량 과정은 양자 상태 초기화, 측정 대상 물리량과의 상호작용, 최종 양자 상태의 판독, 결과 처리 등의 단계로 분류된다.

특정 양자 시스템(eg. 원자∙이온∙광자 등)과 측정 대상 물리량(eg. 자기장∙중력장 등)의 상호작용을 활용해 양자 상태의 변화를 유도하고, 시스템의 최종 양자 상태를 판독하며, 데이터 후처리 과정을 거쳐 초고정밀 물리량 탐지를 실현하는 것이다.

현재 양자 정밀 측량 기술은 에너지 탐사, 뇌 영상 등 다양한 핵심 분야에서 상업화 응용이 이루어지고 있다. 기술 성숙도가 높아짐에 따라 국방안보, 정밀의료, 항공우주 등 고부가가치 산업으로의 침투를 더욱 가속화할 전망이다.

퀀텀차이나가 제공한 데이터에 따르면 2035년까지 전 세계 양자 정밀 측량 산업 규모는 44억9700만 달러에 이를 것으로 예상되며, 그 중 다운스트림 응용 규모는 약 17억9900만 달러에 달할 것으로 추산된다.

<[양자 시대] ⑧기관 관심도 집중된 '고성장 양자기술 A주'>로 이어짐.

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pxx17@newspim.com

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"북한 핵잠수함은 순항핵잠(SSGN)" [서울=뉴스핌] 김종원 선임기자 = 북한 관영 조선중앙통신이 25일 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 '핵동력 전략유도탄 잠수함 건조사업'을 현지 지도했다고 보도했다. 북한의 '핵동력 전략유도탄 잠수함'은 핵연료를 추진 동력으로 핵탄두를 장착한 잠수함발사 탄도미사일(SLBM)과 순항미사일(SLCM)을 운용할 수 있는 8700t급 중형 순항유도탄 핵잠(SSGN)으로 분석됐다. 북한은 올해 3월 핵동력 전략유도탄 잠수함 건조가 추진되고 있다고 공개했다. 당시 잠수함 하단부만 공개했지만 이번에는 동체 전체를 전격 공개했다. 건조 중인 핵잠 배수량이 8700t급이라고 처음 언급했다. 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 핵잠수함 건조 현장을 지도했다고 북한 관영 매체들이 25일 보도했다. 사진은 방청도료가 칠해진 대형 선체를 살펴보는 김정은과 수행 간부들. [사진=노동신문]  ◆핵연료 장전·원자로 시운전·실출력 운전 남아 홍민 통일연구원 선임연구위원은 북한의 핵잠 건조 단계와 관련해 원자로 등 핵심 장비가 들어간 상태의 외피 결합과 외관 완성으로 평가했다. 홍 선임연구위원은 "핵추진잠수함 건조 단계로 볼 때 원자로 압력용기와 증기발생기, 주터빈 계통, 감속기·주축 라인, 주냉각 펌프 하우징, 미사일 발사관 구조물이 내부에 들어간 상태"라고 말했다. 홍 선임연구위원은 "잠수함 중앙부에 서 있는 김 위원장의 선체 중앙부는 원자로 구획 부분"이라면서 "최고지도자에게 공개했다는 것은 원자로 탑재가 끝난 완전한 선체 실루엣 상태라는 의미"라고 설명했다. 향후 핵연료 장전과 완전한 원자로 시운전, 실출력 운전이 남아 있는 것으로 분석했다. 8700t급과 중형 순항유도탄 핵잠(SSGN), 함교와 발사관 구간이 연동된 설계라고 봤다. 홍 선임연구위원은 "25개의 다축 트롤리에 얹혀 있는 잠수함 공개와 배수량 기준 미국·러시아·중국 등의 통상 1만1000~1만8000t급의 전략핵잠(SSBN)이나 순항핵잠(SSGN) 보다는 작은 사이즈"라면서 "배수량 기준으로는 러시아의 아쿨라급(8000~8500t), 델타급 III·IV(9000~10000t)과 유사하다"고 분석했다. 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 핵잠수함 건조 현장을 살펴봤다고 노동신문이 25일 전했다. 사진은 딸 주애와 함께 이야기 하고 있는 모습. 뒤편의 '군자리 혁명 정신'이란 글귀는 6.25 전쟁 당시 탄약과 무기 제조와 보급을 위해 지하 군수공장이 위치한 군자리의 주민들이 결사의 각오로 임했다는 점을 강조하는 선동 구호. [사진=노동신문] ◆SLCM에 소수 SLBM 운용 혼합형 배치 특히 홍 선임연구위원은 "북한이 공개한 잠수함의 특징은 중앙 미사일 발사관 구획과 함교를 구분하지 않고 일체화시킨 설계"이라면서 "함교(지휘·항법·센서·통신 상부구조)와 발사관(VLS) 사이에 독립 격벽을 치고 외관상 매끄럽게 연동된 외형으로 처리했을 가능성이 있다"고 판단했다. 선체골격에서는 러시아 델타급 III·IV, 선체 비율에서는 중국의 진급(Type 094)과 유사한 것으로 분석했다. 중앙부가 두툼해지는 배럴형(bulged) 실루엣으로 발사관을 중앙에 집중 배치하는 델타급의 전형적 특징과 유사하다. 중앙 발사관 높이를 함교와 연동시킨 것은 SLCM 이외에도 소수의 SLBM을 운용하는 혼합형 배치 가능성도 있다고 홍 선임연구위원이 분석했다. 북한의 잠수함 용어 표현과 잠수함 성격으로 봤을 때 순항핵잠(SLCM)용이거나 SLCM 다수와 SLBM 소수의 혼합 플랫폼으로 봤다. 홍 선임연구위원은 "핵동력 전략유도탄 잠수함을 영문판에 'nuclear-powered strategic guided missile submarine'로 표기해 'guided missile'은 통상 순항미사일(SLCM)"이라고 설명했다. 북한 김정은(왼쪽 셋째) 국무위원장이 핵잠수함 건조 현장을 돌아봤다고 노동신문이 25일 전했다. 사진은 노동당 군수공업부장 조춘룡(김정은 오른쪽) 등과 잠수함 설비를 살펴보는 장면. 뒤편으로 '침략자 미제와 대한민국 것들을 쓸어버릴 무기생산에 총권기하자'는 선동 구호가 보인다. [사진=노동신문]  ◆한국 해군 핵잠수함 건조·도입 속도 붙을 듯 홍 선임연구위원은 "일단 핵탄두 SLCM을 탑재하는 SSGN의 성격이라고 볼 수 있다"면서 "다만 소수의 SLBM과 다수의 SLCM 혼합 플랫폼 가능성도 배제하기 어렵다"고 말했다. 핵탄두와 재래식탄두 이중 용도의 전략 순항미사일을 탑재하는 잠수함일 경우에는 저고도 비행으로 요격 회피 가능성이 있어 '제2격' 보복능력이 신장될 것으로 분석됐다. 홍 선임연구위원은 "8700t급 SSGN일 경우 전략순항 미사일 화살-2, 화살-1라-3(대형화 개량형), 불화살-3-3-1 등을 탑재할 수 있고 사거리는 1500~2000km 정도일 것으로 보인다"고 관측했다. 잠수함 함수 부분에 어뢰관 6~7개가 식별돼 핵어뢰 탑재 가능성도 나온다. 현재 미국은 공격핵잠(SSN) 50척과 순항핵잠(SSGN) 4척, 전략핵잠(SSBN) 14척 잠수함 전력으로 전 세계를 상대로 24시간 365일을 중단 없이 전략·전술 작전을 벌이고 있다. 북한이 핵잠 실물 전체를 전격 공개함에 따라 향후 한국의 핵잠 건조와 도입도 속도가 붙을 것으로 보인다. kjw8619@newspim.com 2025-12-25 14:17
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연말 공항은 설렘으로 가득하다 [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = #. 스타트업 입사 4년 차인 30대 직장인 A씨는 연말에 아껴둔 휴가를 소진하기로 결심했다. 그동안 여러 프로젝트로 쓰지 못한 연차를 모두 사용하기로 했다. 회사에서도 연차 소진 권고가 내려지면서 징검다리 연휴를 눈치 보지 않고 사용할 수 있는 분위기가 조성됐다. 이에 A씨는 크리스마스 이브인 23일, 24일과 26일 연차를 내고 22일 저녁 일본에 도착해 여정을 시작하는 6박 7일 여행을 다녀오기로 마음먹었다. [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 24일 비행기 출발을 기다리는 이들로 설렘이 가득차 있던 김포공항에는 크리스마스 이브를 맞이해 화요일인 26일 징검다리 연휴에 연차를 낸 이들과, 고국으로 돌아가는 외국인 관광객 등이 공항에 자리했다. 2025.12.24 aaa22@newspim.com 24일 크리스마스를 앞둔 김포공항은 여행객으로 북적였다. 크리스마스 다음날인 26일 금요일 하루를 연차로 내면 최소 3박 4일의 휴가를 즐길 수 있어서다. 내년 1월 1일 신정까지 연차를 내면 최장 11일을 휴가로 사용할 수 있다. 커다란 캐리어를 양손에 쥐고 있는 하루토(가명·23) 씨는 이날 고국인 일본으로 돌아간다. 그는 "한국 여행을 마치고 가족들과 크리스마스와 연말을 함께 보내기 위해 고국인 일본에 가기로 했다"고 설명했다. 이날 출국장에는 외국인들이 화장품 등 다양한 선물을 가득 담은 박스와 커다란 캐리어를 밀며 분주히 오갔다. 출국장에 위치한 체크인 줄에는 커다란 기내용 캐리어를 쥔 사람들로 줄들이 가로세로 빽빽히 차 있었다. 이른 아침 시간에 출발하느라 챙기지 못한 끼니를 벤치에 앉아 간단히 빵과 커피로 때우는 이들도 간간히 보였다. 안양에서 왔다는 30대 커플은 "4박 5일 일정으로 대만으로 갈 예정"이라며 "직장인이라 업무 때문에 더 휴가를 내지 못해 아쉽다. 뒤에 휴가를 더 붙였다면 유럽에 가고싶었다"고 아쉬워했다. 이어 "업무가 쌓여있어도 연차를 아예 날릴 수는 없고 (회사에서도) 소진하라는 분위기여서 다행이었다"라며 "대만에서 맛있는 음식을 많이 먹어보고 싶다"며 기대감을 감추지 못했다. [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 24일 김포공항 출국장 한 켠에 쌓여 있는 캐리어와 수화물들. 2025.12.24 aaa22@newspim.com 이날 공항에서 만난 40대 여성은 서울 서초구 양재에서 공항으로 왔다. 그는 "중국 상하이에서 근무하는 남편을 만나러 간다"며 "중국에서 2주 정도 같이 연말을 보낼 것"이라고 말했다. 해외에서 보내는 장기 휴가가 가능한 이유는 크리스마스인 25일, 내년 신정인 1월 1일이 각각 목요일이기 때문이다. 금요일인 26일(금요일), 29일부터 31일까지, 내년 1월 2일(금요일) 등 총 5일의 연차를 사용하면 최장 11일의 휴가를 즐길 수 있다. 가족끼리 휴가일을 맞춰 같이 해외 휴가를 가는 경우도 있었다. 장승훈(28·건국대 컴퓨터공학과) 씨는 "참여하고 있는 개발자 관련 프로그램에 양해를 구하고 나를 포함해 총 6명이 중국 상하이로 어머니 생일과 가족 기념일을 겸해 가족 여행을 간다"며 "아버지나 삼촌 등 다른 분들도 휴가를 낼 수 있었던 것 같은데 중국을 가본 적이 없어 기대가 된다"고 말했다. 이날 출국하는 여행객들의 목적지는 일본과 중국이 대부분이었다. 고환율과 엔저의 영향으로 여행 경비 부담이 비교적 덜한 일본이나 중국이 인기 관광지로 꼽혔다. 여행 전문 기업 노랑풍선에 따르면 올해 12월 25일부터 내년 1월 4일까지 노랑풍선을 통해 해외 패키지여행을 예약한 고객 수는 전년 동기간 대비 약 10% 증가한 것으로 나타났다. 특히 이중 일본이 30%로 가장 높았고, 중국(20%)이 그 뒤를 이었다. 베트남과 필리핀은 각각 16%, 7%를 차지했다. 노랑풍선 관계자는 "한한령 완화와 단체 비자 발급 확대, 주요 노선의 항공편 증편 등 여행 여건이 개선되면서 중국 여행객이 늘었다"며 "긴 연휴로 장거리 여행을 가는 이들이 생기며 유럽은 8% 수준을 늘었다"고 설명했다. aaa22@newspim.com 2025-12-24 14:41
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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.
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