[MetaX 라스베이거스 = 정수연 기자] 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 IT·전자 전시회 'CES 2025'에서 양자컴퓨팅은 AI에 이어 차세대 기술로 큰 주목을 받고 있다. 양자 역학 원리를 기반으로 한 이 기술은 기존 컴퓨터가 해결하기 어려운 복잡한 문제를 처리할 수 있는 강력한 도구로, 신약 개발, 항공우주, 암호화 등 여러 산업에서 혁신을 예고하고 있다.

특히, CES 2025에서는 글로벌 최대 양자 기술 행사인 ‘퀀텀 월드콩그레스’와 협력하여 전문가, 기업인, 정책 입안자들이 양자 기술의 비즈니스 기회를 논의할 예정이다. 빅테크 기업들의 기술 상용화가 속도를 내면서 글로벌 양자컴퓨터 시장은2034년까지 연평균 성장률(CAGR) 30.9%를 기록하며 급성장할 것으로 예측된다.

◆ 양자컴퓨팅이란?

양자컴퓨팅은 기존 컴퓨터의 한계를 극복하고 복잡한 문제를 해결하기 위해 양자역학 원리를 활용하는 차세대 기술이다. 현재 사용되는 슈퍼컴퓨터는 고성능 CPU와 GPU를 기반으로 대규모 데이터를 처리하며 놀라운 계산 능력을 발휘하지만, 특정 문제에서는 한계를 드러낸다. 예를 들어, 분자의 행동을 시뮬레이션하거나 금융 거래에서 사기 패턴을 감지하는 등 복잡한 문제에서는 계산 속도와 메모리 용량의 한계로 인해 해결이 어렵다.

기존 컴퓨터가 어려움을 겪는 이유는 계산 과정에서 모든 변수를 일일이 탐색해야 하기 때문이다. 분자의 모든 전자와 원자가 상호작용하는 방식을 정확히 모델링하려면 기존 컴퓨터로는 무한에 가까운 작업 메모리와 시간이 필요하다. 이를 해결하기 위해 등장한 것이 양자컴퓨터다.

양자컴퓨터는 기존의 이진법으로 작동하는 컴퓨터와 달리 양자 상태를 기반으로 작동한다. 양자 비트(큐비트)는 0과 1을 동시에 표현할 수 있는 중첩 상태를 가지며, 이를 통해 다차원 계산 공간을 만들어낸다. 이로 인해 양자컴퓨터는 기존 슈퍼컴퓨터로는 불가능했던 문제를 효율적으로 해결할 수 있다.

특히, 약물 개발 과정에서 양자컴퓨터의 강점이 두드러진다. 기존 방식에서는 분자를 합성하고 실험을 반복하며 결과를 확인해야 하지만, 양자컴퓨터는 이러한 과정을 가상 시뮬레이션으로 대체할 수 있다. 이는 비용과 시간을 대폭 절약하며, 의약품 개발의 효율성을 크게 높인다. 또한, 양자컴퓨팅은 암호화, 항공우주, 에너지 최적화 등 다양한 분야에서 응용 가능성이 크다. 기업들은 양자 알고리즘을 적용해 복잡한 문제를 해결하는 새로운 접근 방식을 모색하고 있다. 글로벌 빅테크 기업들은 이미 상용화 단계에 돌입해 양자 기술 개발을 가속화하고 있으며, 금융, 물류, 기후 예측 등에서도 혁신을 이끌 잠재력을 지니고 있다.

양자컴퓨팅은 현재도 발전을 거듭하고 있으며, 현실 세계의 난제를 풀 수 있는 핵심 도구로 자리 잡고 있다. 실제로 최근 양자 컴퓨팅에 대한 관심이 높아지면서 관련 주가가 급등하는 등, AI에 못지않은 주목을 받고 있다.

◆ CES 2025 혁신상 수상기업

CES 2025에서 한국의 QSim+가 초연결 인프라 관련 부문 혁신상을 수상하며 글로벌 무대에서 주목받고 있다. 수상작은 양자통신용 소프트웨어 시뮬레이터인 QSIMunit-SC로, 양자통신 기술 상용화를 위한 필수 도구로 평가받는다.

QSIMunit-SC는 양자 네트워크 환경에서 발생할 수 있는 다양한 시나리오를 시뮬레이션하는 고도화된 소프트웨어다. 이는 양자컴퓨팅의 핵심 기술 중 하나로, 데이터 전송과 보안성 강화가 요구되는 차세대 통신 시스템에서 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. 양자통신은 중간 도청이 원천적으로 불가능한 특성을 가지고 있어, 금융, 국방, 의료 등 데이터 보안이 핵심인 산업에서 응용 가능성이 크다.

QSimPlus는 양자 시뮬레이션 기술을 통해 복잡한 양자 네트워크 환경을 가상으로 구현, 개발자와 연구자들이 실제 네트워크 구축 이전에 문제를 예측하고 최적의 해결책을 찾을 수 있도록 돕는다. 특히, QSIMunit-SC는 양자 프로토콜 테스트와 네트워크 성능 최적화에 뛰어난 성능을 보여 업계에서 높은 평가를 받고 있다.

◆ 시사점-양자컴퓨팅의 전망 및 미래

양자컴퓨팅은 AI 이후의 차세대 기술로, 글로벌 산업 전반에 혁신을 예고하고 있다. 복잡한 문제를 해결할 수 있는 능력을 가진 양자컴퓨터는 기존 슈퍼컴퓨터가 한계를 드러내는 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 신약 개발, 암호화, 금융 분석, 에너지 최적화 등 대규모 데이터 분석이 필요한 산업에서 양자컴퓨팅의 활용 가능성은 무궁무진하다.

특히, CES 2025에서 QSimPlus와 같은 기업들이 양자통신 기술을 상용화 단계로 이끄는 사례는 양자기술의 현실적 가능성을 보여주는 신호탄이다. QSimPlus의 양자통신용 소프트웨어 시뮬레이터는 양자 네트워크 환경을 보다 정밀하게 설계할 수 있도록 지원하며, 초연결 인프라 시대를 위한 중요한 기술적 기반을 마련했다. 이는 양자통신과 양자컴퓨팅이 데이터 보안과 고속 통신이라는 두 가지 핵심 과제를 동시에 해결할 수 있음을 입증한다.

하지만 양자컴퓨팅의 발전은 기술적 장벽을 넘어야 하는 과제도 함께 동반한다. 하드웨어 개발, 알고리즘 최적화, 상용화 기술의 표준화 등이 주요 이슈다. 이에 따라, 빅테크 기업과 연구기관뿐만 아니라 스타트업과 정책 입안자 간의 협력도 중요한 시사점으로 부각되고 있다.

양자컴퓨팅이 가진 무한한 가능성은 이제 시작 단계다. 기술이 성숙함에 따라 양자컴퓨팅은 단순히 과학적 실험에 머무르지 않고, 다양한 산업의 대체재로 자리매김할 것이라고 전망된다.

◆ 논문

<양자컴퓨터와 AI의 조우-박현길(2024)>

자료요약: 본 자료는 양자컴퓨터에 대한 개념설명과 산업적 활용에 대해 다루고 있다.

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