양자 컴퓨팅은 세상을 어떻게 변화시킬까?

지난 100년간의 놀라운 과학적 혁신에도 불구하고 우리는 여전히 우리 몸을 포함하여 세상의 방대한 부분이 어떻게 작동하는지 제대로 이해하지 못하고 있다. 그러나 양자 컴퓨팅은 전례 없이 세분화된 수준에서 이러한 무수한 격차를 해소할 수 있는 잠재력을 품고 있다.

양자컴퓨팅과 기존 컴퓨팅에 비해 놀라운 계산 능력을 갖고 있다. 예를 들어, 수백만 개의 출구 경로가 있는 복잡한 미로에서 탈출구를 찾는 문제가 있다고 가정하면, 기존 컴퓨터는 각 탈출 경로를 하나씩 차례로 확인한다.

반면 양자 컴퓨터는 가능한 모든 탈출 경로를 동시에 테스트해 짧은 시간 내에 해결책을 찾아낸다. 즉, 양자 컴퓨팅의 이론적 한계는 무한하며 계산 능력은 기존 컴퓨팅보다 몇 배나 더 뛰어나다.

IBM에 따르면 양자 컴퓨터가 1조 개의 목록에서 하나의 항목을 찾고 각 항목을 확인하는 데 1마이크로초가 걸리는 경우, 기존 컴퓨터는 이 작업을 완료하는 데 1주일이 걸린다.

매체에 따르면 이 새로운 기술은 완전히 새로운 약물 및 진단 프로세스, 새로운 산업 및 화학 프로세스, 기후 변화에 대처하는 새로운 방법, 새로운 물류 및 운송 방법, 첨단 우주 탐사, 감시 및 모니터링 등을 창출할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

제약 산업의 경우 양자 컴퓨터는 유전자 시퀀싱 및 분석을 통한 신약과 질병 진단 및 개인 맞춤형 의약품을 개발할 수 있다. 또한 공급망과 물류의 경우 배송 차량을 최적화화 하고 매핑, 교통과 항공 교통 관제 및 운송 시스템을 효율적으로 관리할 수 있다.

양자 컴퓨터는 기후 변화를 예측할 수 있으며, 기후 모델링 및 탄소 포집 기술로 환경 부문에서도 유용하게 쓰일 수 있다. 금융 서비스 또한 복잡한 금융 모델링을 통한 금융 리스크를 예측 함으로써 손해를 예방할 수 있다.

매체에 따르면 양자 컴퓨팅과 인공 지능(AI)의 융합은 게임 체인저가 될 잠재력을 가지고 있다. 양자 컴퓨팅을 사용해 방대한 양의 데이터를 분석하는 능력은 고성능 AI에 필요한 정보를 제공할 수 있다.

미국과 중국은 글로벌 양자 패권을 놓고 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 미국은 2019년에 국가 양자 이니셔티브를 출범해 5년간 12억 달러를 투자하기로 약속했다. 2020년 백악관 과학기술정책실은 국립과학재단 및 에너지부와 함께 10억 달러의 기금을 조성해 전국에 12개의 AI 및 양자 정보 과학 연구 센터를 설립한다고 발표했다.

마찬가지로 2016년 중국의 13차 5개년 국가 전략에는 세계 최고의 양자 컴퓨팅 및 통신 초강대국이 되겠다는 포부가 포함되었다. 실제로 중국은 위성과 장거리 광섬유를 통한 양자 통신을 선도하고 있으며, 2016년 세계 최초의 양자 위성인 미시우스를 발사했다. 또한 중국은 10억 달러의 초기 자금으로 양자 정보 과학 국립 연구소를 건설하고 있다.

양자 컴퓨팅의 모든 잠재적 장점에도 불구하고 양자 기술은 아직 넘어야 할 산이 많다고 매체는 지적했다. 양자 컴퓨터가 시장에 출시되더라도 대부분의 기업이나 조직이 소유하기에는 여전히 엄청나게 비싼 가격이 책정될 것이다. 현재로서는 서비스형 양자 컴퓨팅이 이 기술에 접근하는 가장 선호되는 방법으로 떠오르면서 클라우드에서 탐색이 이루어지고 있다.

양자 컴퓨팅 기업들은 또한 인재를 유치하고 유지하는 데 어려움을 겪고 있으며, 이는 향후 이 분야의 중요한 과제가 될 것이다.

양자 기술이 제기하는 가장 큰 위험은 현재의 모든 암호를 해독할 수 있다는 점이다. 기업은 양자 패권주의로 인해 발생할 수 있는 보안 위험에 대해 경각심을 가져야 한다.

하지만 글로벌 리스크 인스티튜트에 따르면 이러한 공격이 실현되기까지는 최소 10년이 걸릴 것이다.

한편 글로벌데이터는 2026~2030년 사이 양자컴퓨팅 시장 규모가 100억 달러에 달할 것으로 예측했다.