"양자컴퓨팅, 상용기술 시대 왔다"…IBM·구글 주도 속 中 ‘약진’

지재처, 10년간 양자컴퓨팅 특허출원 분석..기초·원천서 상용기술로 전환
미중 전체 출원의 70% 이상 차지 패권 경쟁..중 급부상·신흥기업 확산 등

미래 산업의 판도를 바꿀 양자컴퓨팅 기술개발이 기초·원천기술 중심에서 실제 산업에 적용하기 위한 상용기술 중심으로 빠르게 전환되고 있다.

이 과정에서 미국 IBM, 구글 등 글로벌 빅테크 기업이 하드웨어·소프트웨어 분야에서 상용기술 관련 특허출원을 집중적으로 확대하며 미래 시장 선점을 위한 치열한 경쟁을 펼치고 있다.

21일 지식재산처에 따르면 지난 10년간(2014∼2023년) 주요국(한국·미국·중국·일본·유럽)에 출원된 양자컴퓨팅 관련 특허 연평균 증가율은 40.7%에 달했다.

양자컴퓨팅은 큐비트의 특성인 중첩과 얽힘을 활용해 기존 컴퓨터가 처리하기 어려운 복잡한 문제를 병렬 계산하는 차세대 컴퓨팅 기술이다.

연도별로는 지난 2014년 76건에 그쳤던 양자컴퓨팅 특허출원 건수가 2023년 1644건으로 큰 폭으로 증가했다. 전체 특허출원 중 상용화 기술은 2015년 7건에서 2023년 1001건으로 급증하며 연평균 86.0%의 성장세를 기록했다.

반면 기초·원천기술은 2014년 76건에서 2023년 642건으로 연평균 26.8%에 그쳐 상용기술 관련 특허출원 증가세가 기초·원천기술보다 3배 이상 컸다. 이는 양자컴퓨팅 기술이 더 이상 기초연구 단계에 머물지 않고, 하드웨어 구현과 스프트웨어 제어, 서비스화 등 산업 적용을 위한 기술 개발에 비중을 두고 이뤄지고 있음을 보여준다.

국가별로는 미국이 전체 출원의 45.7%(4187건)를 차지해 1위를 기록했다. 이어 중국(2279건·24.9%), 유럽(1127건·12.3%), 일본(656건·7.2%), 캐나다(277건·3.0%), 한국(248건·2.7%), 이스라엘(140건·1.5%) 등의 순으로 출원량이 많았다.

미국과 중국이 전체의 70% 이상을 차지하며 양자컴퓨팅 분야 글로벌 기술 경쟁을 주도하고 있었으며, 두 국가는 기초·원천뿐 아니라 상용기술에도 개발 역량을 확대하고 있었다.

우리나라의 출원 비중은 아직 작지만, 연평균 출원 증가율에서는 중국(123.7%), 이스라엘(109.1%)에 이어 58.5%를 기록해 3위를 차지했다.

하드웨어·소프트웨어 중심의 상용기술 출원이 꾸준히 증가하고 있어 산업화 초기 확산 단계에 진입한 것으로 평가된다.

주요 출원인으로는 IBM과 구글이 각각 1120건, 680건으로 나란히 1·2위를 차지해 양자컴퓨팅 분야 절대 강자임을 보여줬다. 이어 오리진퀀텀(605건), MS(404건), 바이드(373건), 아이온큐(227건), 후지쯔(184건), 텐센트(177건), 디웨이브(175건) 등의 순으로 나타났다.

눈에 띄는 점은 오리진퀀텀, 바이두, 텐센트 등 중국계 기업이 90% 이상의 특허출원 성장률을 보이며 급부상하고, 아이온큐와 IQM핀란드 등 신흥 기업들이 독자적 하드웨어 플랫폼 등 차별화된 기술 전략으로 글로벌 시장 영향력을 확대하고 있다.

정재환 지재처 지식재산정보국장은 "미중을 중심으로 글로벌 양자기술패권 경쟁이 심화하는 가운데 국내 기업이 양자산업의 초기 확산 단계에서 주도권을 확보하기 위해선 연구개발과 특허확보를 연계한 전략적 접근이 중요하다"고 말했다.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr

최근 10년간 양자컴퓨팅 기술 관련 특허출원 현황. (단위 : 건수).

한국표준과학연구원이 개발하고 있는 50큐비트급 양자컴퓨터. 표준연 제공.