[디지털데일리 이안나기자] 유엔이 2025년을 '세계 양자 과학기술의 해'로 정한 가운데, 양자컴퓨팅 시장에서 전통 IT기업 IBM이 새로운 도약의 기회를 맞고 있다. 컨설팅기업 맥킨지에 따르면 2035년까지 양자컴퓨팅 시장은 1조3000억달러(한화 약 1884조원) 규모로 성장할 전망이다.

이 거대 시장을 놓고 구글, 아마존 등 빅테크 기업들이 각축을 벌이는 가운데, IBM 기술력 역시 재주목 받고 있다. IBM은 이전부터 양자컴퓨팅 시장을 선도해왔다. 전통적인 컴퓨터가 0과 1로만 정보를 처리하는 것과 달리, 양자컴퓨터는 0과 1이 동시에 존재하는 상태인 '큐비트(qubit)'를 활용해 기하급수적으로 빠른 연산이 가능하다.

IBM은 지난달 신형 양자칩 '퀀텀 헤론'을 공개했다. 이는 2021년 출시된 127큐비트급 제품과 비교해 동일 연산 작업 시간을 112시간에서 2.2시간으로 대폭 단축한 제품이다. 연세대학교 송도캠퍼스에도 도입된 이 기술은 IBM 양자컴퓨팅 경쟁력을 보여주는 대표적 사례다.

IBM 표창희 상무는 최근 기자간담회에서 "우리는 이미 '양자 유용성' 단계에 진입했다"고 밝힌 바 있다. 양자 유용성이란 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터 능력을 뛰어넘어 신뢰할 수 있는 계산을 수행하는 단계다. IBM은 2026년이면 양자컴퓨터가 특정 연산에서 기존 방식보다 더 저렴하고 빠르며 정확한 해결책을 제공하는 '양자 우위' 시대가 열릴 것으로 전망했다.

하지만 업계에서는 양자컴퓨팅 상용화 시기를 두고 신중론도 제기된다. 양자컴퓨터의 가장 큰 과제인 오류율 문제는 여전히 완전한 해결책을 찾지 못했다. 큐비트 수가 증가할수록 오류도 기하급수적으로 늘어나는 현상은 실용화의 큰 걸림돌로 지적된다. 또한 현재 기술 수준이 여전히 실험실 단계에 머물러 있어, 실제 비즈니스 환경에서 활용 가능한 수준까지는 상당한 시간이 필요할 것이라는 분석이다.

IBM은 이러한 우려를 불식시키기 위해 2029년까지 '오류 수정' 양자컴퓨터 개발 완료라는 구체적인 로드맵을 제시했다. 특히 '퀀텀 센트릭 슈퍼컴퓨터'를 통한 하이브리드 전략으로 실용화에 속도를 내고 있다.

IBM은 '퀀텀 센트릭 슈퍼컴퓨터'라는 차별화된 전략도 제시했다. 이는 양자컴퓨터와 고전컴퓨터를 결합한 하이브리드 방식으로, 현재 기술의 한계를 보완하면서도 양자컴퓨팅의 장점을 최대한 활용할 수 있는 방안이다. IBM은 지난해 '양자 오류 완화' 기술을 발표했고, 2029년까지 '오류 수정'이 가능한 양자컴퓨터 개발을 완료한다는 구체적인 로드맵도 제시했다.

기술적 과제를 해결하기 위한 글로벌 빅테크 경쟁도 치열하다. 구글은 최근 공개한 '윌로우(Willow)' 칩으로 주목할 만한 성과를 달성했다. 105개 큐비트를 탑재한 이 칩은 현재 최고 성능 슈퍼컴퓨터로 10자년 걸리는 연산을 단 5분 만에 수행하는 데 성공했다. 10자란 10의 25제곱 수를 의미한다.

아마존도 아마존웹서비스(AWS)를 통해 ‘퀀텀 엠바크(Quantum Embark)와 '아마존 브라켓(Amazon Braket)'로 시장 진입을 가속화하고 있다. 퀀텀 엠바크는 기업들이 양자 컴퓨팅 도입을 가속화하기 위한 자문 프로그램, 아마존 브라켓은 연구자와 개발자들이 양자컴퓨팅 알고리즘을 쉽게 구축, 테스트 및 실행할 수 있도록 지원한다.

양자컴퓨팅 시장에 대한 기대감은 투자 시장에서도 감지된다. 최근 국내 첫 양자컴퓨팅 ETF인 'KOSEF 미국양자컴퓨팅'이 상장 5분 만에 완판을 기록했다. 이 ETF는 IBM을 비롯해 구글, 아마존, 마이크로소프트 등 양자컴퓨팅 기업들에 투자한다.

양자컴퓨팅 기술은 금융·신약개발·AI 등 다양한 산업 분야에서 혁신을 가져올 것으로 기대를 모으고 있다. 특히 복잡한 분자 구조를 분석하는 신약 개발 분야에선 기존 대비 비용을 크게 낮출 수 있다는 장점도 있다. 지난해 IBM은 미국 바이오테크기업 모더나와 메신저 리보핵산(mRNA) 연구 등 발전을 위해 양자 컴퓨팅·AI 등 차세대 기술을 함께 연구하기로 했다.

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