우리가 흔히 아름답다고 말하는 꽃 한 송이는 사실 수천억, 수조 개의 원자로 구성된 거대한 우주다. 과학자들은 이 미세한 우주의 비밀을 풀기 위해 양자역학이라는 학문을 발전시켰다. 하지만 이 복잡한 세계를 탐구하기엔 지금의 컴퓨터로는 한계가 분명했다. 그래서 등장한 것이 바로 양자 컴퓨터다.
양자컴퓨터, 왜 중요한가?
기존 컴퓨터는 모든 데이터를 0과 1 두 가지 상태로 처리한다. 하지만 양자컴퓨터는 '큐비트(Qubit)'라는 특별한 단위를 사용한다. 큐비트는 동시에 0과 1의 상태를 모두 가질 수 있어, 복잡한 문제를 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 해결할 수 있다. 예를 들어 미로의 출구를 찾는다면, 기존 컴퓨터는 하나씩 모든 경로를 살펴야 하지만 양자컴퓨터는 한 번에 여러 길을 동시에 탐색할 수 있는 셈이다.
혁신을 이끌 광자 양자컴퓨팅
양자컴퓨터를 만드는 방식은 여러 가지가 있다. 초전도 큐비트, 이온 트랩 방식 등이 대표적이지만, 최근 '프사이 퀀텀(PsiQuantum)'이라는 기업이 새롭게 떠오르는 '광자 양자컴퓨팅'을 선보이며 큰 주목을 받고 있다. 광자 기술은 빛(광자)을 이용해 데이터를 처리하기 때문에 대량 생산이 쉽고, 전력 효율성도 뛰어나 기존 기술 대비 강력한 장점을 갖고 있다.
2027년, 100만 큐비트 시대 열릴까?
프사이 퀀텀은 최근 놀라운 계획을 발표했다. 2027년까지 100만 개 이상의 큐비트를 가진 양자컴퓨터를 구축하겠다는 목표다. 이는 현재 가장 앞선 기술을 가진 IBM이나 구글이 개발한 천여 개 수준과 비교하면 믿기 힘든 수치다. 이들이 최근 개발한 '오메가 칩'은 광자 연결 성공률이 99.72%, 단일 큐비트 측정 정확도가 99.98%라는 놀라운 성과를 기록하며 기술력을 입증했다.
한국의 도전과 현실
한국 역시 양자컴퓨터 개발에 힘쓰고 있다. 최근 에트리(ETRI)가 세계 최초로 8큐비트 광자 칩 개발에 성공했지만, 아직은 갈 길이 멀다. 양자컴퓨터가 제대로 작동하려면 수십만 개 이상의 큐비트와 수천 개의 논리 큐비트가 필요한데, 현재 우리나라의 기술로는 이를 실현하기 쉽지 않은 상황이다.
죽음의 계곡을 넘어서기 위한 투자 경쟁
양자컴퓨터 개발은 기술적으로 매우 어려워, 업계에서는 이 도전을 '죽음의 계곡'이라고 부른다. 한번 실패하면 회복하기 어렵기 때문이다. 하지만 이 계곡을 넘어서기 위해 미국, 호주 등 여러 나라가 적극적으로 투자하고 있다. 마이크로소프트와 같은 대기업이 풋사이 퀀텀에 투자한 이유도 바로 이 때문이다.
양자컴퓨터의 미래와 우리의 과제
양자컴퓨터가 현실화되면 데이터 처리 속도와 에너지 효율 면에서 혁명적인 변화가 일어난다. 데이터센터부터 의료, 금융, 인공지능까지 다양한 분야에 엄청난 영향을 미칠 것이다. 이제 한국도 양자컴퓨터 기술 개발에 더 적극적으로 뛰어들어야 할 때다. 양자컴퓨터의 미래를 위한 도전이 지금부터 시작된다.