구글의 양자 컴퓨터 시카모어. /구글

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2025년은 유엔(UN)이 정한 ‘세계 양자과학기술의 해’다. 1925년 독일 물리학자 베르너 하이젠베르크가 양자역학을 수학적으로 표현한 ‘행렬 역학’을 발표해 양자역학의 근간을 다진 100주년을 기념한 것이다.

오는 7일 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 IT·가전 전시회 ‘CES 2025’도 ‘양자 컴퓨팅’ 부문을 신설했다.

세계의 혁신 기술이 총집합하는 CES에서 양자 컴퓨터가 AI 못지않은 주인공으로 떠오르고 있다는 평가다. ‘꿈의 컴퓨터’라 불리며 먼 미래의 일로 여겨지던 양자 컴퓨터는 최근 기술 측면에서 획기적인 발전을 이루고 있다. 구글은 지난달 공개한 차세대 양자 칩 ‘윌로’가 현존 최강의 수퍼컴퓨터 ‘프런티어’로는 10의 24제곱 년이 걸리는 문제를 5분 만에 해결했다고 밝혔다.

양자 컴퓨터 발전이 AI 발전의 신기원을 열 것이라는 전망이 나온다. 기존에 학습한 데이터를 바탕으로 계산과 추론을 하는 AI의 과도한 전력 소모는 풀어야 할 과제로 꼽힌다. 방대한 데이터를 동시에 분석하고 처리할 수 있는 양자 컴퓨팅을 활용하면 AI 학습 시간을 단축할 수 있다.

복잡한 확률 계산과 시뮬레이션 능력이 획기적으로 좋아지고, GPU 같은 반도체를 통하지 않고 데이터를 처리하기 때문에 전력 소모가 그만큼 줄어든다. 신약 개발, 금융, 물류, 공급망 관리 등에서 전에 없던 혁신이 일어날 것으로 기대하는 이유다. CES 주관사인 미국소비자기술협회(CTA)의 킨제이 파브리치오 회장은 CES 2025에서 주목할 대표 프로그램으로 양자 컴퓨팅을 꼽으며 “다양한 분야에서 상용화되고 있는 양자 기술을 살펴볼 수 있을 것”이라고 했다.

이번 CES 2025에서는 양자 컴퓨터와 함께 3대 양자 기술로 꼽히는 양자 통신과 양자 센서에 대한 신기술도 선보일 예정이다. 제조업과 GPS(위성 위치 확인 시스템), 의료 진단 등 다양한 영역에 쓰이는 양자 센서에 관한 강연이 열리고, 세계 양자 컴퓨터 업계를 이끄는 리더들이 양자 기술의 발전과 사업화 방안 등을 논의한다. IBM 퀀텀, 퀀티넘, 아이온큐 등 양자 기술 기업들이 산업과 학문 분야의 양자 컴퓨터 활용 현황 등을 소개할 예정이다.

☞양자역학·양자컴퓨터

양자역학은 원자(原子) 수준의 미시 세계를 다루는 물리학의 한 분야다. 양자역학 세계에서는 입자가 동시에 두 가지 상태를 가질 수 있다(양자 중첩). 양자컴퓨터는 이 같은 양자역학의 원리를 이용한 컴퓨터다. 양자컴퓨터의 기본 단위인 ‘큐비트(qubit)’는 0과 1을 동시에 처리할 수 있어 연산 속도가 비약적으로 빠르다.

[박지민 기자]

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