- 양자컴퓨팅은 기존 컴퓨팅의 한계를 넘어서는 차세대 혁신 기술로 부상하며, AI 이상의 변화를 가져올 잠재력이 확인되고 있다.
- 의료·금융·기후·소재 등 주요 산업에서 이미 초기 성과가 나타나며 양자 기술의 실질적 활용 가능성이 검증되고 있다.
- IBM·IonQ 등 글로벌 기업의 경쟁이 심화되는 가운데, 업계는 향후 5~10년 내 ‘양자 우위’ 시대가 본격적으로 열릴 것으로 전망하고 있다.
| 본 자료는 세계경제포럼 “Meet the Leader” 프로그램의 일환으로, 2025년 10월 프런티어 AI 기업 Poolside의 최고기술책임자(CTO) 아이소 칸트(Eiso Kant)와 대담2024년 노벨물리학상은 AI 혁명을 이끈 대가들(제프리 힌튼, 존 홉필드)에게 수여된 한편, 2025년 노벨물리학상은 영자역학 물리학자들 3인(존 클라크, 미셀 드보레, 존 마티니스)에게 수여되었습니다. 양자역학 관련 기술 중 엄청난 영향력을 가질 수 있는 양자 컴퓨팅의 전망과 시사점을 이해하는 맥락에서, 본 자료는 미국의 유명 방송 프로그램인 Bloomberg TV의 ‘Wall Street Week’에서 2025년 11월 14일 방송된 내용을 한국(경기도) 4차산업혁명센터가 한글로 번역하여 요약 정리한 것입니다. 이 프로그램에 나타난 견해들은 한국(경기도) 4차산업혁명센터의 공식 입장이 아닙니다. |
| 요약 (Executive Summary) |
1. 양자컴퓨팅 기술의 부상
큐비트(qubit)를 활용해 기존 컴퓨터로 불가능하거나 비효율적인 문제 해결 가능
생성형 AI보다 더 큰 파급효과를 가져올 잠재력 보유
정부·기업 차원의 대규모 투자 확대로 기술 경쟁 심화
2. IBM의 주도적 역할
2016년 ‘IBM Quantum Experience’로 양자컴퓨터를 클라우드에 개방
글로벌 연구자 커뮤니티의 폭발적 참여 → 수천 편의 논문·알고리즘 개발
2029년까지 실세계 양자 우위(Quantum Advantage) 실현을 목표로 로드맵 추진
수백만~수억 게이트 연산이 가능한 대규모 양자 시스템을 단계적으로 구축 중
3. 양자 기술의 산업별 초기 성과
- 의료·생명과학: 단백질 접힘·mRNA 구조·신약 개발 등 복잡한 화학·생물 시스템 분석
- 금융: 채권 가격 예측 정확도 34% 향상, 포트폴리오 최적화 및 리스크 관리 분야 기대
- 기후·농업: 질소 고정, 탄소 포집, 더 나은 비료 개발 등 환경·농업 문제 해결 가능
- 소재·배터리: 신소재·차세대 배터리 개발을 위한 정밀 계산 가능성 확대
4. 기술 경쟁 구도 및 성능 지표 혼재
구글·MS·인텔·IBM 등 빅테크와 IonQ 등 전문 스타트업 간 치열한 경쟁
기업별로 서로 다른 성능 기준을 주장
- IBM: 총 큐비트 수
- IonQ: 알고리즘 큐비트(실효 큐비트)
- Quantinuum: 양자 볼륨(Quantum Volume)
통일된 국제 표준 부재 → 업계 내 ‘선두 기업’ 판단이 어렵고 논쟁 지속
5. 향후 전망
업계는 향후 5~10년 내 양자 우위 시대 도래를 예상
산업 전반에서 양자컴퓨팅의 직접적 성과가 본격적으로 나타날 전망
AI, 의료, 금융, 기후, 안보 등 핵심 경제·사회 분야에서 근본적 패러다임 전환 가능
| 동영상 번역본 (주요 내용 중심) |
‘AI가 아닌 또 다른 컴퓨팅 혁명: 양자컴퓨터는 이미 시작됐다’
이 이야기는 우주를 상대로 신이 주사위를 던진다는 내용에서 시작된다.
1926년, 알베르트 아인슈타인은 양자역학 이론을 비판하며 **“신은 주사위를 던지지 않는다”**고 말했다.
하지만 그로부터 100년이 지난 오늘, 전 세계에서는 바로 그 양자역학을 실제 기술로 구현하기 위해 수십억 달러 규모의 투자가 쏟아지고 있다.
그 결과, 생성형 AI보다도 더 큰 변혁을 가져올지 모르는 새로운 컴퓨팅 혁명이 떠오르고 있다. 양자컴퓨팅의 잠재력은 그만큼 크다.
투자자들은 우리에게 점점 더 묻는다. “양자컴퓨팅은 어떤 의미인가?”, “정치·국가 차원의 양자 기술 개발은 어디까지 왔나?”, “우리도 그 흐름에 참여해야 하지 않을까?”
IBM은 이 분야를 이끄는 대표 기업 중 하나다.
IBM의 하이메 가르시아 박사는 양자 파트너십 디렉터로, 1970년대부터 이어져 온 IBM의 양자 정보 과학 연구 전통을 바탕으로, 현재는 클리블랜드 클리닉 등에서 양자컴퓨터를 활용해 의료 분야를 혁신하고 있다.
가르시아 박사는 말했다.
“양자컴퓨터는 문제 해결 방식 자체가 기존과 완전히 다릅니다. 그래서 지금 전문가들은 각 분야에 맞는 수학적 알고리즘을 연구하며, 양자 알고리즘이 기존 방식보다 실제로 어떤 이점을 제공하는지를 검증하고 있습니다.”
🔹 비트 vs 큐비트: 컴퓨팅의 완전한 패러다임 전환
기존 컴퓨팅의 핵심 단위는 0 또는 1 중 하나의 값을 갖는 비트다.
반면 양자 기술의 기본 단위인 **큐비트(qubit)**는
0이면서 1이고, 그 중간의 모든 상태를 동시에 갖는 특성을 지닌다.
손 안에서 아래위가 동시에 존재하는 동전과 같다.
손을 펼쳐 보기 전까지는 앞·뒤가 모두 존재하는 상태인 셈이다.
IBM의 제리 차오 양자 하드웨어 개발 총괄 이사는 이렇게 설명한다.
“양자컴퓨터를 움직이는 수학 자체가 다릅니다.
양자역학의 수학이 큐비트를 다루는 방식을 결정하죠.
그 결과, 기존 컴퓨터로는 풀기 어려운 전혀 새로운 종류의 문제들을 해결할 수 있는 기회가 생깁니다.”
현재 양자컴퓨터는 오류 발생 문제를 해결하기 위해 오류 완화(error mitigation) 기술을 적극 활용하고 있다.
차오 이사는 내년쯤이면 ‘양자 우위(quantum advantage)’, 즉 고전 컴퓨터보다 더 빠르거나 더 정확한 결과를 내는 사례가 실험실을 넘어 실제 세계에서 등장할 것이라고 전망한다.
🔹 2016년, 양자 시대를 연 IBM: 누구나 클라우드로 양자컴퓨터를 사용하다
IBM이 양자컴퓨터 발전에서 결정적인 전환점을 맞은 순간은 2016년,
IBM Quantum Experience를 통해 양자컴퓨터를 클라우드에 공개한 때였다.
그전까지 양자 연구는 소수 물리학자들의 영역이었다.
작은 큐비트 장치를 실험하며 원리를 파악하는 수준에 머물렀다.
“이걸 컴퓨팅에 어떻게 활용할지”는 제대로 논의조차 되지 않았다.
하지만 IBM은 과감하게 이를 대중에게 개방했다.
그리고 놀라운 일이 벌어졌다.
“출시 첫날 밤, 사람들이 직접 회로를 올리고 프로그램을 실행하는 걸 보면서 우린 깜짝 놀랐습니다. ‘이거 정말 반응이 폭발적이네?’라고 말했죠.”
그 이후 전 세계 연구자들이 IBM 양자 플랫폼을 이용해 수천 편의 논문을 발표했다.
IBM 내부 연구진만으로는 절대 불가능했을 규모다.
이 플랫폼은 전통적 컴퓨팅과 심지어 최신 LLM 기반 AI조차 도달할 수 없는 새로운 연구 영역을 열어 주었다.
이 기술의 강점은 단순히 속도가 아니라,
기존 컴퓨터로는 근본적으로 도달할 수 없는 정확도를 제공한다는 점이다.
🔹 구글·MS·인텔도 참전… 그리고 새로운 강자들
구글, 마이크로소프트, 인텔 등 기술 공룡들도 양자컴퓨터 개발에 뛰어들었다.
하지만 이제는 완전히 양자컴퓨터만을 위해 존재하는 전문 스타트업들도 경쟁에 가세하고 있다.
미국 메릴랜드의 IonQ(아이온큐) 또한 그중 하나다.
CEO 니콜로 디마시는 자신들의 기술이 “현존 최고”라고 말한다.
“우리는 정부, 기업 고객에게 양자컴퓨터를 공급할 뿐 아니라
양자 키 분배(QKD)를 통해 양자 사이버보안을 지상과 우주에서 제공하고 있습니다.”
양자 키 분배는 절대 도청이 불가능한 암호 통신 기술이다.
디마시는 “실험실 시연이 아니라 고객의 실제 업무 흐름 속에 양자 기술을 통합하는 것”이 목표라고 강조했다.
🔹 양자 시대가 바꿀 산업들
– 의료 · 금융 · 농업 · 기후 · 소재혁명까지
1) 의료 혁신
가르시아 박사와 클리블랜드 클리닉 팀은
양자 알고리즘을 활용해 화학 반응, 신약 개발, 단백질 접힘(Protein folding), mRNA 구조 등을 연구 중이다.
이 과정에서 양자와 고전 컴퓨팅을 함께 사용하는 하이브리드 방식이 핵심이다.
2) 금융 시장
IBM은 올해 HSBC와 함께 양자컴퓨터로
채권이 특정 가격에서 거래될 확률을 예측하는 정확도를 34% 향상시켰다.
포트폴리오 최적화, 리스크 관리, 옵션 가격 산출 등
고전적으로 난해한 문제들이 양자 시대의 대표적인 기대 영역이다.
디마시는 이렇게 말한다.
“포트폴리오 이론부터 옵션 가격까지,
이제는 양자 우위 관점에서 접근할 수 있는 시대가 시작됐습니다.”
또한 금융기관에게 가장 중요한 사이버보안도 양자가 근본적 해결책을 제공한다.
3) 기후·농업·소재 분야
양자컴퓨터는
- 질소 고정 과정 분석 → 더 나은 비료 개발
- 탄소 포집 메커니즘 이해 → 기후변화 대응
- 배터리 소재 발견 → 에너지 혁신
등 다양한 분야에서 기존에 풀 수 없던 난제를 해결할 수 있다.
🔹 2029년, IBM이 내다본 ‘양자 우위의 대중화’
IBM은 2029년까지 실세계에서 양자 우위를 확립하겠다는 구체적 로드맵을 갖고 있다.
중간 단계에서는 학술·산업적 영역에서
양자 기술이 고전적 방식보다 우월하다는 “명확한 사례”가 등장할 것으로 기대한다.
IBM은 이를 위해 수십만~수억 개의 게이트 연산을 처리하는 대규모 양자 시스템을 구축 중이다.
이는 현재의 ‘수천 게이트 수준’과는 차원이 다르다.
🔹 “우린 이미 도달했다” — IonQ의 반박
반면 IonQ의 디마시는 “양자 우위? 우리는 이미 그 단계에 와 있다”고 주장한다.
그는 다음과 같이 말했다.
“우리가 9월 공개한 시스템은 경쟁사보다 36경(10^16) 배 더 강력합니다.
우리 기술은 정부, 경쟁 기업보다 5년은 앞서 있다고 확신합니다.”
IonQ는 2백만 큐비트 규모의 완전 오류 내성 시스템을
3천만 달러 이하 비용으로 구축할 수 있다고 전망하며,
“우리가 세계 최초의 완전한 양자 인터넷 공급자”라고 말한다.
🔹 누가 앞서 있는가?
정답은 아직 ‘관측되지 않았다’
양자업계는 모두 “아인슈타인의 판단은 틀렸다”고 말한다.
그리고 양자 시대는 이미 도래했거나 곧 올 것이라 주장한다.
하지만 누가 선두인지에 대해서는 척도가 다르다.
- IBM: 총 큐비트 수
- IonQ: 알고리즘 큐비트 수(실효 큐비트)
- Quantinuum: 양자 볼륨(Quantum Volume)
측정 기준이 제각각이다.
어쩌면 이는 너무나 양자적인 상황이다.
관측되기 전까지는 여러 상태가 동시에 존재하는 큐비트처럼
양자기술의 승부도 아직 확정되지 않은 셈이다.
그러나 하나는 분명하다.
우리는 머지않아 양자컴퓨팅이 무엇을 할 수 있는지를 직접 보게 될 것이다.
