디웨이브퀀텀(D-Wave)의 ‘어드밴티지2(Advantage2)’ 양자컴퓨터. 물류·제조·금융 최적화 등 산업 현장 적용이 확대되고 있다. [출처=D-Wave]

양자컴퓨팅 상용화 시계가 빨라지고 있다. 미국 정부가 20억달러(약 2조7000억원) 이상 규모의 양자산업 투자에 나선 데 이어 엔비디아, IBM, 구글 등 빅테크 기업들이 기술 경쟁에 속도를 내면서 2026년을 전후로 양자컴퓨팅이 일부 산업 현장에 본격 투입될 가능성이 커지고 있다는 분석이다.

특히 양자컴퓨팅이 인공지능(AI), 보안, 신약개발, 금융 리스크 분석, 물류 최적화 등 고난도 연산이 필요한 산업과 결합하면서 단순 미래 기술이 아닌 ‘차세대 산업 인프라’로 부상하고 있다는 평가가 나온다.

미국 상무부는 최근 반도체지원법(CHIPS and Science Act)을 기반으로 양자컴퓨팅 공급망 구축을 위한 대규모 투자 계획을 공개했다. 미국 정부는 9개 기업과 총 20억달러 이상 규모의 의향서(LOI)를 체결하고 양자 하드웨어 생산과 생태계 구축 지원에 착수했다.

이번 투자에서 가장 큰 지원을 받는 기업은 IBM과 크레도반도체(Credo Technology)다. IBM은 미국 내 양자 데이터센터 및 반도체 생산 기반 구축에 약 10억달러 투자를 계획하고 있으며, 나머지 자금은 디웨이브퀀텀(D-Wave Quantum), 리게티컴퓨팅(Rigetti Computing), 인플렉션(Infleqtion) 등 양자기업의 핵심 기술 개발에 배정될 예정이다.

시장에서는 미국 정부의 이번 움직임을 양자기술을 AI 이후 국가 경쟁력 핵심 축으로 끌어올리려는 전략적 판단으로 해석한다. 양자컴퓨팅은 기존 슈퍼컴퓨터로 해결하기 어려운 복잡한 최적화·시뮬레이션 문제를 짧은 시간 안에 계산할 수 있어 국방, 바이오, 금융 산업의 게임체인저로 평가받는다.

상업화 흐름은 주요 양자기업 실적에서도 감지된다.

아이온큐(IonQ)는 올해 1분기 매출 6466만달러를 기록하며 시장 예상치를 웃돌았다. 상업 고객 매출 비중이 확대되고 연구기관 및 정부 프로젝트 수주가 증가한 영향이다. 아이온큐는 최근 메릴랜드대학교와 협력을 확대해 양자 네트워킹과 메모리 노드 구축에도 나섰다. 단순 양자컴퓨터 제조를 넘어 네트워크·보안 생태계 기업으로 영역을 넓히는 모습이다.

리게티컴퓨팅 역시 108큐비트 기반 시스템 공급과 클라우드 고객 확대에 힘입어 기술 상용화 가능성을 높이고 있다. 다만 아직 영업손실 구조가 이어지는 만큼 대규모 상업 매출 전환 여부는 향후 과제로 꼽힌다.

양자 어닐링(Quantum Annealing) 기술을 앞세운 디웨이브퀀텀은 물류·제조 최적화 등 산업 현장 적용을 빠르게 확대하고 있다. 최근 수주 증가와 함께 양자 클라우드 서비스(QCaaS)를 확대하며 상대적으로 빠른 수익화 모델을 구축 중이다.

업계가 주목하는 시점은 2026년이다. 현재 양자컴퓨팅은 ‘노이즈가 많은 중간 규모 양자(NISQ)’ 단계에 머물러 있으나, 2026년 이후부터는 오류 정정 기능이 일부 적용된 초기 상용 단계 진입이 가능할 것으로 전망된다.

IBM은 대규모 큐비트 확장을 통해 산업용 알고리즘 적용을 준비하고 있고, 구글은 최근 양자 프로세서 성능 향상을 바탕으로 실질적 산업 활용 가능성을 높이고 있다. 아이온큐 역시 256큐비트 시스템 상용화를 2026년 핵심 목표로 제시했다.

엔비디아가 공개한 양자 AI 모델 ‘아이싱(Ising)’ 관련 이미지.  [출처=엔비디아 양자컴퓨팅 페이지]

빅테크 기업의 참전도 상용화 속도를 끌어올리는 요인이다.

엔비디아는 최근 양자 오류 보정과 양자 프로세서 성능 향상을 위한 오픈소스 양자 AI 모델 ‘아이싱(Ising)’을 공개했다. GPU 슈퍼컴퓨터와 양자 프로세서를 결합하는 하이브리드 구조를 앞세워 양자컴퓨팅 실용성을 높이겠다는 전략이다. ‘쿠다-Q(CUDA-Q)’, ‘큐퀀텀(cuQuantum) 등 개발 플랫폼도 함께 확장하며 AI와 양자컴퓨팅 연결고리를 강화하고 있다.

휴렛팩커드엔터프라이즈(HPE)는 슈퍼컴퓨팅과 양자 시스템 통합에 집중하고 있으며, 실스크(SEALSQ)는 위성 기반 양자보안 플랫폼을 추진하는 등 관련 생태계도 빠르게 확대되는 분위기다.

업계에서는 양자컴퓨팅이 아직 초기 단계인 만큼 단기 실적보다 ‘누가 생태계를 먼저 선점하느냐’가 핵심 경쟁력이 될 것으로 보고 있다. 동시에 양자보안, 양자센서, AI 반도체, 데이터센터 효율화 등 연관 산업이 커질 경우 국내 중소·스타트업에도 새로운 사업 기회가 열릴 수 있다는 전망이 나온다.

양자컴퓨팅이 단순한 미래 기술을 넘어 산업 경쟁력을 좌우할 인프라로 자리 잡기 시작하면서, ‘양자 시대’를 선점하기 위한 글로벌 경쟁도 본격화하는 모습이다.

※ 자료 : KB증권 글로벌리서치센터, 미국 상무부(CHIPS and Science Act) 발표, 아이온큐·리게티·디웨이브 기업 IR

글로벌 빅테크 ‘양자 전쟁’...상용화 초읽기

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