양자컴퓨팅의 미래를 여는 오류 정정 혁신: AWS 오셀롯과 투자 기회

해외주식

양자컴퓨팅의 미래를 여는 오류 정정 혁신: AWS 오셀롯과 투자 기회

Htsmas 2025. 6. 25. 08:58

양자컴퓨팅은 양자화학, 암호학, 최적화, 머신러닝 등 다양한 분야에서 기존 컴퓨터를 초월하는 잠재력을 가지고 있지만, 큐비트 오류라는 기술적 장벽이 상용화를 가로막고 있습니다. 2025년 6월 24일 서울 양재 aT센터에서 열린 퀀텀 코리아 2025에서 아마존웹서비스(AWS) 퀀텀 총괄 오스카 페인터(Oskar Painter)와 미국 양자개발컨소시엄(QED-C) 대표 실리아 머츠바처(Celia Merzbacher)는 양자컴퓨팅의 현재와 미래를 조명하며, 오류 정정 기술의 중요성을 강조했습니다.

양자컴퓨팅의 핵심 과제: 큐비트 오류

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터의 비트(0 또는 1)와 달리, 0과 1이 중첩된 상태인 **큐비트(qubit)**를 사용합니다. 이는 양자역학의 중첩과 얽힘 원리를 활용해 복잡한 연산을 획기적으로 빠르게 처리할 수 있게 합니다. 그러나 큐비트는 외부 환경(진동, 열, 전자기 신호 등)에 극도로 민감해 오류가 빈번히 발생합니다. 오류는 두 가지 형태로 나타납니다:

비트 플립 오류: 0이 1로, 또는 1이 0으로 바뀌는 오류.
페이즈 플립 오류: 양자 상태의 위상이 바뀌는, 양자컴퓨팅 고유의 오류.

AWS에 따르면, 15년 전 연산 10번 중 1번꼴(10%)로 발생하던 오류율은 현재 0.3%까지 줄었지만, 실용적 양자컴퓨터를 위해서는 1조분의 1(10^-12) 수준으로 낮춰야 합니다.

AWS의 혁신: 캣 큐비트와 오셀롯 칩

AWS는 이 문제를 해결하기 위해 캣 큐비트(Cat Qubit) 기술을 개발했습니다. 이는 슈뢰딩거의 고양이 사고실험에서 착안한 것으로, 비트 플립 오류를 자체적으로 억제해 오류 정정에 필요한 자원을 크게 줄입니다. 2025년 2월, AWS는 캣 큐비트를 기반으로 한 양자칩 **오셀롯(Ocelot)**을 공개하며, 오류 정정 비용을 최대 90% 절감했다고 발표했습니다. 오셀롯은 두 개의 1cm² 크기 실리콘 마이크로칩으로 구성되며, 반도체 제조 공정을 활용해 확장 가능성을 높였습니다. 페인터 총괄은 오셀롯을 “1960년대 마이크로전자산업의 전환점”에 비유하며, 5~10년 내 내결함성 양자컴퓨터 가능성을 언급했습니다.

글로벌 양자컴퓨팅 시장 동향

실리아 머츠바처 QED-C 대표는 글로벌 양자컴퓨팅 시장의 잠재력을 강조했습니다. 전 세계적으로 약 **557억 달러(약 75조 원)**의 공공 자금이 양자 기술에 투자되었으며, 한국은 미국, 중국, 영국, 독일에 이어 상위 5위에 속합니다. 현재 전 세계 양자 기업은 5,989개, 이 중 양자 기술에 집중하는 퓨어 플레이 기업은 513개에 달합니다. 양자컴퓨팅과 양자센싱 시장은 2028년까지 각각 20억 달러(약 2조 7,000억 원), 10억 달러(약 1조 3,000억 원) 규모로 성장할 전망이며, 연평균 매출 성장률은 **27%**로 예측됩니다.

그러나 상용화를 위해서는 비용, 전력 소모, 크기, 표준화, 규제 등 다방면의 과제가 해결되어야 합니다. 특히, 오류 정정 외에도 레이저, 광학 장비 등 주변 기술의 발전이 필수적입니다. 머츠바처 대표는 “기술적 신뢰성뿐 아니라 사용자에게 도입 이유를 설득하는 것이 중요하다”고 강조했습니다.

재무적 영향과 산업 전망

양자컴퓨팅은 AI, 암호학, 금융 최적화, 신약 개발 등에서 혁신을 가져올 잠재력을 가지고 있습니다. AWS의 오셀롯은 오류 정정 효율성을 높여 상용화 시기를 앞당길 가능성이 큽니다. 한국의 경우, KIST가 광기반 양자 오류 정정 기술로 세계 최고 수준의 **결함허용 임계값(14%)**을 달성하며 글로벌 경쟁력을 보여줍니다. 이는 국내 기업들의 양자컴퓨팅 밸류체인 참여 기회를 확대할 것입니다.

투자 아이디어

양자컴퓨팅은 아직 초기 단계지만, 오류 정정 기술의 발전과 글로벌 투자 확대는 투자자들에게 새로운 기회를 열고 있습니다. AWS의 오셀롯과 한국의 기술 진전은 양자컴퓨팅 상용화에 대한 기대감을 높이며, 관련 산업의 성장 가능성을 예고합니다.

기회: 양자컴퓨팅 밸류체인 성장

AWS의 캣 큐비트와 오셀롯은 양자컴퓨팅의 상용화를 5~10년 내로 앞당길 잠재력을 가지고 있습니다. 이는 반도체, 광학 장비, 소재, 클라우드 서비스 등 양자컴퓨팅 밸류체인 전반에 걸친 기업들에게 기회를 제공합니다. 특히, 한국의 KIST가 개발한 광기반 오류 정정 기술은 국내 기업들이 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있는 발판이 될 것입니다.

기회: AI와 클라우드 시너지

양자컴퓨팅은 AI와 클라우드 컴퓨팅의 성능을 극대화할 수 있는 기술로, AWS의 Amazon Braket과 같은 클라우드 기반 양자컴퓨팅 서비스는 기업들의 접근성을 높입니다. 이는 AI 데이터센터, 클라우드 인프라, 데이터 전송 관련 기업들에게 간접적인 수혜를 줄 가능성이 높습니다.

리스크: 높은 초기 비용과 기술 불확실성

양자컴퓨팅은 극저온 환경, 고가의 장비, 복잡한 제조 공정이 필요해 초기 투자 비용이 높습니다. 또한, 오류 정정 기술이 발전했음에도 불구하고, 상용화까지는 여전히 기술적 불확실성이 존재합니다. 투자자들은 관련 기업의 재무 건전성과 기술 개발 속도를 면밀히 검토해야 합니다.

테마별 투자 포인트

양자컴퓨팅: 오류 정정 기술의 발전으로 상용화가 가속화되며, 반도체와 광학 장비 기업에 기회.
AI와 클라우드: 양자컴퓨팅은 AI 모델 훈련과 최적화를 가속화하며, 클라우드 서비스 수요를 증가시킴.
반도체와 소재: 오셀롯과 같은 양자칩은 반도체 제조 공정을 활용, 관련 소재와 장비 기업에 수혜.
암호학과 보안: 양자컴퓨팅은 기존 암호 체계를 무력화할 가능성이 있어, 양자내성암호(PQC) 기술에 주목.

삼성전자	양자컴퓨팅 칩 제조와 광학 장비 관련 반도체 기술로 밸류체인 참여. AI와 클라우드 반도체 수요 증가 수혜.
SK하이닉스	고성능 메모리 반도체(HBM)와 양자컴퓨팅용 칩 제조 기술로 성장 가능성.
LG화학	양자컴퓨팅 소재(고순도 실리콘, 광학 소재) 공급으로 간접적 수혜 기대.
Amazon (아마존)	AWS의 오셀롯 칩과 Amazon Braket으로 양자컴퓨팅 시장 선도. 클라우드와 AI 시너지.