‘포스트 AI’ 시대 '양자컴퓨터' 주목...국내 1호 양자 기술기업 The future of quantum computing

신약 개발은 물론 기후 모델링, 금융 시장 예측 등

복잡한 계산 필요한 분야 획기적인 발전

에스디티, 말레이와 양자컴 구축협력

올해 韓 1호 양자기술기업 IPO 도전

최근 마이크로소프트(MS), 구글 등 빅테크 기업이 새로운 양자 칩을 잇달아 발표하면서 전 세계 기술 업계의 이목이 양자컴퓨터로 쏠리고 있다. 인공지능(AI)이 산업 전반에 혁명적 변화를 가져온 가운데 이제 ‘포스트 AI’ 시대의 핵심 기술로 양자컴퓨터가 급부상하고 있는 모양새다.

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터가 가진 ‘비트’(0과 1)를 넘어 양자역학의 원리를 활용한다. 동시에 여러 상태를 표현할 수 있는 ‘큐비트’를 기반으로 작동하는 양자컴퓨터는 슈퍼컴퓨터로는 수십만 년이 걸리는 연산을 단 몇 시간 만에 할 수 있는 것으로 알려졌다. 양자컴퓨터가 상용화되면 신약 개발은 물론 기후 모델링, 금융 시장 예측 등 복잡한 계산이 필요한 분야에서 획기적인 발전을 가져올 것으로 기대되고 있다.

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새로운 시장 선점을 위해 세계적 기업의 양자컴퓨터 개발 경쟁이 치열한 가운데 한국에서도 주목할 만한 스타트업이 하나둘 등장하고 있다. 한국의 양자컴퓨터 스타트업들은 양자컴퓨터 제조, 소프트웨어 분야 등에서 높은 기술력과 혁신적인 접근 방식으로 세계 시장에서도 경쟁력을 갖추고 있다는 평가를 받고 있다.

양자컴퓨터 분야의 ‘델’을 꿈꾸고 있는 에스디티(SDT)가 대표적이다. SDT는 양자 기술 분야에 활용되는 초정밀·초고속 성능의 제품과 서비스를 제작하는 양자 ODM 전문 기업이다. 델, 삼성, LG와 같은 기업들이 컴퓨터를 만들어 판매하듯 SDT는 양자컴퓨터에 필요한 여러 장비를 만들고 있다. IBM이나 구글, MS 등이 양자컴퓨터의 ‘칩’이라 할 수 있는 QPU를 만든다면, SDT는 이를 기반으로 작동하는 양자컴퓨터를 만드는 셈이다. SDT는 2026년 상반기까지 64큐비트 초전도체 양자컴퓨터를 개발한다는 계획이다. 또한 싱가포르의 양자컴퓨팅 기업 ‘애니온 테크놀로지’와 초전도 양자컴퓨터 개발과 공급을 위한 합작법인(JV)을 설립하기도 했다.

지난달에는 말레이시아 정부출연연구소 ‘미모스(MIMMOS)’와 말레이시아 최초의 초전도 양자컴퓨터 구축을 위한 협력을 맺고 2030년까지 1000큐비트 이상의 초전도 양자컴퓨터 구축에 나서고 있다. SDT는 지난해 200억원 규모의 상장 전 지분 투자(프리IPO)를 성공적으로 마무리한 뒤 올해 국내 1호 양자 기술 기업으로 기업공개(IPO)에 도전한다.

윤지원 SDT 대표는 “세계적으로도 제조 중심의 양자 사업을 주도하는 기업은 많지 않기에, SDT는 양자 분야에서 제조 선도 업체로서의 입지를 확고히 할 수 있는 기회를 가지고 있다”며 “혁신적인 양자 기술 개발과 전략적 파트너십을 바탕으로 글로벌 양자 산업 시장에서 리더십을 더욱 강화해 나가겠다”고 말했다.

KAIST 교원 창업 기업인 큐노바는 현재 상용화된 양자컴퓨터에 활용할 수 있는 ‘양자 소프트웨어’를 개발한 기업이다. 이준구 KAIST 전기및전자공학부 교수가 창업한 큐노바는 큐비트 수가 100~150개인 현재 상용화된 양자컴퓨터의 성능을 끌어올릴 수 있는 알고리즘을 개발했다. 일반적으로 100~150개 큐비트의 양자컴퓨터는 오류율 등으로 10~20개 큐비트를 연산에 활용할 수 있는데, 큐노바가 개발한 소프트웨어를 이용하면 60~70개 큐비트까지 활용할 수 있다.

이준구 큐노바 대표는 “이 정도 수준의 연산은 현재 슈퍼컴퓨터가 할 수 있는 한계로 꼽힌다”며 “향후 꾸준한 개발을 기반으로 양자컴퓨터 성능을 끌어올리는 게 목표”라고 설명했다. 큐노바가 개발한 양자 솔루션 ‘HiVQE’는 양자컴퓨팅 분야에서 기존에 주로 사용하던 알고리즘 ‘VQE’보다 1000배 이상 빠른 성능과 정밀도를 구현했다. 현재 큐노바의 기술은 전 세계에서 가장 뛰어난 알고리즘으로 평가받는다.

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큐노바가 개발한 알고리즘은 IBM, IQM 등이 개발한 양자컴퓨터에서도 동일한 성능을 입증했다. 또한 신약 개발, 신소재 설계 등에 활용하는 ‘밀키웨이’ 솔루션은 물론 분자의 물리적·화학적 특성을 정밀하게 시뮬레이션하는 프로그램 ‘펄사’도 개발했다. 이준구 대표는 “양자컴퓨터가 화학, 제약, 신소재 등 다양한 분야에 활용될 수 있도록 기술을 개발해 나갈 것”이라고 말했다. 큐노바는 이러한 기술력을 인정받아 2023년 50억원 규모의 프리A 투자를 유치하기도 했다

2020년 설립된 퀀텀인텔리전스 역시 양자컴퓨터팅과 AI 기술을 활용한 소프트웨를 기반으로 이를 상용화하는 도전에 나서고 있다. 퀀텀인텔리전스는 양자컴퓨팅에 활용할 수 있는 ‘퀘스트’라 불리는 신약 개발 플랫폼을 개발했다. 최환호 퀀텀인텔리전스 대표는 “복잡한 단백질을 시뮬레이션하려면 슈퍼컴퓨터의 연산 능력으로는 부족한 면이 있다”며 “우리는 양자컴퓨팅에 최적화된 신약 개발 솔루션을 개발했다”고 설명했다. AI 기반의 소프트웨어는 학습할 수 있는 데이터가 매우 필요하다. 반면 연산 능력이 뛰어난 양자컴퓨터는 학습 데이터보다는 현실 세계에서 발생하는 일을 정확히 표현할 수 있는 소프트웨어가 중요하다. 최환호 대표는 “구글, IBM과 같은 기업들이 양자컴퓨터 분야의 하드웨어를 이끌어 간다면 우리는 앞으로 펼쳐질 소프트웨어 시장을 선점하기 위해 준비하고 있다”고 덧붙였다.

이들 기업은 현재 중소벤처기업부의 ‘초격차 스타트업 1000+ 프로젝트’에 선정돼 정부출연연구소인 한국과학기술연구원(KIST)과 양자 기술 개발 협력에 나서고 있다. KIST는 출연연 최초의 양자 전문 연구 조직인 ‘양자정보연구단’에서 관련 연구를 해왔던 만큼 국내 양자 스타트업과의 협업을 통해 기술 개발은 물론 상용화에 적극 나선다는 계획이다.

원호섭 기자 wonc@mk.co.kr 매일경제

The future of quantum computing – what you need to know

https://www.information-age.com/quantum-computing-what-you-need-to-know-123511940

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