퀀텀 컴퓨팅(quantum computing)이 21세기 미국과 중국 간 기술 경쟁의 결정적 전장이 되고 있다.
단순한 계산 속도 경쟁을 넘어, 지능형 공급망과 개인화 의료, 퀀텀 보안 통신, AI 강화 로보틱스 같은 미래 기술 인프라를 누가 구축할지가 걸려 있다.
퀀텀 컴퓨팅은 하드웨어 경쟁이 아니라 21세기 인프라를 위한 싸움이다.
(그림 1. 퀀텀 컴퓨팅은 아날로그와 디지털 패러다임을 결합한다.)
퀀텀 컴퓨팅은 컴퓨팅 원리와 퀀텀 역학(quantum mechanics)을 결합한다. 1981년 미국 퀀텀 물리학자 Richard Feynman(리처드 파인만)은 고전 컴퓨터가 아날로그든 디지털이든 퀀텀 현상을 효율적으로 시뮬레이션하기 어렵다고 지적했다.
그는 퀀텀 시스템만이 아원자 입자의 특이한 행동을 계산 자원으로 활용해 다른 퀀텀 시스템을 시뮬레이션할 수 있다고 주장했다. 파인만은 “우주 자체처럼 작동하는 컴퓨터를 만들 수 있을까?”라고 물었다.
이 비전은 1985년 영국 물리학자 David Deutsch(데이비드 도이치)가 “Quantum Theory, the Church-Turing Principle, and the Universal Quantum Computer”라는 획기적 논문을 발표하면서 구체화되기 시작했다.
도이치는 범용 퀀텀 컴퓨터의 이론적 프레임워크를 제안하며, 퀀텀 게이트(quantum gates)와 회로(quantum circuits) 개념을 도입했다. 이는 퀀텀 알고리즘의 빌딩 블록이다. 도이치는 퀀텀 컴퓨팅 분야 전체의 기초 아키텍처를 마련했다.
퀀텀 컴퓨터의 핵심은 큐비트(qubit) 또는 퀀텀 비트(quantum bit)다. 디지털(이진) 컴퓨터의 일반 비트가 0 또는 1인 반면, 큐비트는 중첩(superposition)이라는 특별한 퀀텀 역학 속성 덕분에 동시에 0과 1이 될 수 있다.
이로 인해 분자 모델링, 시스템 최적화, 데이터 보안 같은 특정 문제를 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 해결할 수 있다. 큐비트는 전자와 같은 작은 입자의 스핀을 활용하거나 빛의 속성을 이용해 다양한 방식으로 생성되며, 작업에 따라 다르다.
큐비트는 보통 Bloch sphere(블로흐 구)로 불리는 구체로 시각화되며, 이는 3D 나침반으로 생각할 수 있다. 이산 구조(극성 0과 1)는 게이트, 회로, 알고리즘 같은 계산 골격을 제공한다.
0인지 1인지는 맥락에 따라 달라질 수 있다. 블로흐 구 내 계산 과정은 아날로그다. 퀀텀 알고리즘은 이 상호작용에 의존해 특정 문제 해결에서 지수적 속도 향상을 달성한다.
(그림 2. “고정된” 고전 이진 비트와 큐비트의 “퀀텀” 비트. 아날로그 계산은 소위 블로흐 구 내에서 실행된다.)
첫 실험적 퀀텀 컴퓨터는 1990년대 후반에 등장했다. 1998년 옥스퍼드와 MIT 연구자들이 핵자기 공명(NMR) 기법을 이용해 기본 2큐비트 퀀텀 컴퓨터를 구축했다.
기능은 제한적이었지만 개념 증명으로 작용했다. 2000년대부터 퀀텀 컴퓨팅은 학계, 정부, 테크 거물, 스타트업이 참여하는 글로벌 기술 경쟁으로 발전했다.
퀀텀 우위
2006년 중국 정부가 2020 과학기술 로드맵을 발표하며 “퀀텀 제어”를 기본 연구 핵심 영역으로 지정하면서 퀀텀 컴퓨팅 경쟁에 뛰어들었다.
2021년 14차 5개년 계획에서 퀀텀 정보는 인공지능(AI)에 이어 최첨단 과학기술 분야 2위에 올랐다. 올해 3월 중국은 퀀텀 컴퓨팅과 관련 기술을 명시적으로 겨냥한 1조 위안(약 1380억 달러) 규모 국가 벤처 펀드를 출범했다.
중국의 퀀텀 컴퓨팅 발전은 놀라울 정도다. 2020년 중국 과학기술대학(USTC) 과학자들이 Jiuzhang(지우장)을 공개했다. 이는 광자 퀀텀 컴퓨터로, 고전 슈퍼컴퓨터가 25억 년 걸릴 작업을 200초 만에 수행했다. 이후 버전인 Jiuzhang 2.0은 성능을 더 향상시켰다.
2021년 USTC 연구자들이 Zuchongzhi 2.1(주총지 2.1)을 공개했다. 이는 66큐비트 초전도 퀀텀 프로세서로 고전 슈퍼컴퓨터 대비 상당한 퀀텀 우위를 입증했다.
2023년 같은 팀이 Zuchongzhi 3.0을 발표했다. 105큐비트 프로세서로 성능 벤치마크를 더 발전시켰으며, 구글의 2019 Sycamore(시카모어) 실험을 포함한 이전 벤치마크를 특정 샘플링 작업에서 최대 백만 배 초과했다고 보고됐다.
이러한 성과는 중국의 하드웨어 스케일링과 시스템 최적화에서 빠른 진전을 강조한다.
(기사 내용이 여기서 마무리되며, 추가 부분은 미국 측 발전과 글로벌 함의에 대한 논의로 이어질 가능성이 높다.)
UniSNP가 생각하는 이 뉴스 기사 로써의 주가에 대한 파장은,
이 기사가 강조하는 미중 퀀텀 컴퓨팅 경쟁은 미국 증시에 중장기적인 변동성을 가져올 수 있습니다. 퀀텀 기술은 아직 상용화 초기 단계이지만, 중국의 빠른 발전이 미국 기업들의 투자 유치와 주가 상승을 자극할 가능성이 큽니다. 예를 들어, IBM, Alphabet(Google 모회사), IonQ, Rigetti Computing 같은 퀀텀 관련 주식은 정부 지원과 민간 투자 증가로 인해 2025년 상반기 투자 붐을 맞았습니다. 시장 분석에 따르면, 글로벌 퀀텀 컴퓨팅 시장은 2030년까지 1250억 달러 규모로 성장할 전망이며, 미국이 연구 품질 면에서 선두(최상위 인용 논문 34%)를 유지하고 있지만, 중국의 하드웨어 스케일링 속도가 위협적입니다. 이는 미국 기술주, 특히 Nvidia나 Microsoft 같은 AI-퀀텀 연계 기업의 주가를 압박할 수 있으나, 반대로 국가 안보 차원의 투자 확대를 촉진해 주가 반등을 이끌 수도 있습니다. X에서 논의되는 바에 따르면, 일부 투자자들은 중국의 지우장과 주총지 같은 성과가 미국 퀀텀 주식의 단기 하락을 초래했다고 보지만, 장기적으로는 경쟁이 혁신을 가속화해 시장 전체를 키울 것이라 기대합니다. 그러나 Nvidia CEO의 발언처럼 기술이 아직 수년 떨어져 있다는 점에서 주가 과열 위험이 존재합니다. UniSNP는 이 경쟁이 미국 증시의 기술 섹터를 2025년 하반기 10-15% 성장으로 이끌 수 있지만, 지정학적 긴장 고조 시 변동성이 커질 것으로 봅니다.
(글의 출처는 Asia Times이며,투자 관련 이야기는 리스크가 크기때문에 꼭, 개인의 판단이 동반되어야 합니다. 사진 AI midjourney & Grok - )
