美, 양자 R&D에 30억달러 투자… 中, 최대 규모의 양자 연구소 설립

각국 양자컴 개발 전쟁

구글이 개발한 양자컴퓨터 '시커모어(Sycamore)'. /구글

1960년대부터 수퍼컴퓨터 개발 경쟁을 벌여 온 세계 주요국들은 최근 양자컴퓨터로 눈을 돌리고 있다. 현재 양자컴퓨터 분야에서 가장 앞선 곳은 미국이다. IBM과 구글 등 주요 빅테크들이 주도하고 있다. 대표적으로 IBM은 2019년 27큐비트 수준이었지만, 2023년 1121큐비트의 양자컴퓨터를 개발했고, 앞으로 1만~10만 큐비트 수준의 양자컴퓨터가 개발될 것으로 예상된다. IBM의 백한희 박사는 “양자컴퓨터의 정확도가 획기적으로 좋아질 것으로 예상되는 2029년이면 수퍼컴퓨터와 양자컴퓨터의 위상이 완전히 뒤바뀔 것”이라고 말했다. 미국 정부는 2018년 시작한 ‘국가 양자 이니셔티브(NQI)’를 올해 재승인하는 작업을 추진 중이다. 정부 차원에서 양자 분야 연구·개발(R&D)에 30억달러(약 4조1000억원)를 투자하는 내용이다. 백 박사는 “미국 정부가 지난 30년간 기초과학에 꾸준히 투자한 결과가 양자컴퓨터 민간 분야에서 꽃을 피우고 있다”고 말했다.

중국은 올해 독자적으로 72큐비트 성능의 양자컴퓨터를 개발했다. 중국 기업 본원양자가 개발한 양자컴퓨터 ‘본원오공’은 세계 120국에서 800만 건에 달하는 작업을 수행했다. 중국은 세계 최대 규모의 양자연구소를 설립했고, 2018년부터 6년간 1000억 위안(약 19조원)을 투입했다. 일본 이화학연구소와 후지쓰는 지난해 64큐비트의 양자컴퓨터를 독자 개발했고, 2030년까지 상용화할 계획이다. 유럽도 2027년까지 10억유로(약 1조5000억원)를 투자할 예정이다.

과학계는 양자컴퓨터가 수퍼컴퓨터가 해결하지 못한 문제를 푸는 수준에 이르렀다고 본다. 각종 연구에 본격적으로 활용되는 단계로 접어 들고 있다는 것이다. 2019년 구글은 수퍼컴퓨터로 1만년 걸릴 계산을 53큐비트 양자컴퓨터로 200초 만에 수행했다고 밝힌 바 있다. 단순 계산으로는 15억 배 빠른 셈이다. 다만 양자컴퓨터가 강점이 있는 암호 해독 같은 특정 문제였기 때문에 빠르게 풀었다는 평가도 있다. 양자컴퓨터는 신소재 합성, 신약 개발, 금융 등에 우선적으로 활용될 전망이다.