[글로벌] 양자컴퓨터, 실험실 벗어났다...GPU 결합 '하이브리드'로 상용...

/사진=디디다 컴퍼니 제공

양자 컴퓨팅이 실험실 단계를 넘어 실제 산업 적용이 가능한 '초기 상용화' 국면에 진입하고 있습니다. 단순 기술 검증(PoC)을 넘어 일부 영역에서는 고전 컴퓨터를 뛰어넘는 '양자 우위' 가능성까지 거론됩니다.

증권가에 따르면 양자 컴퓨팅 산업은 2026년 상용화 궤도에 진입했으며, 2029년을 기점으로 본격적인 확산 국면에 진입할 것으로 전망됩니다.

그동안 상용화를 가로막았던 핵심 변수는 '오류율'이었습니다. 양자 상태가 불안정해 계산 과정에서 오류가 빈번하게 발생하기 때문입니다. 엔비디아는 이를 그래픽처리장치(GPU)와 양자 프로세서(QPU)를 초저지연으로 연결하는 'NVQLink' 기술로 해결하고 있습니다. 양자 연산 중 발생하는 오류를 GPU가 실시간으로 보정하는 방식입니다.

여기에 더해 엔비디아는 오픈소스 양자 AI 모델 'Ising'을 공개하며 보정 시간을 기존 수일에서 수시간 수준으로 단축했습니다. AI가 양자 시스템의 안정성과 확장성을 보완하는 구조가 현실적인 해법으로 자리 잡고 있는 모습입니다.

업계에서는 양자 컴퓨터 단독이 아니라 GPU와 결합한 '하이브리드 구조'가 상용화의 핵심 경로로 굳어지고 있다는 평가가 나옵니다. 실제로 AI가 양자 컴퓨터의 운영체제(OS) 역할을 수행하며 회로 설계와 최적화까지 담당하는 방향으로 발전하고 있습니다.

효율성 측면에서도 변화가 감지됩니다. 앨런 바라츠 디웨이브 퀀텀 CEO는 자사 양자 컴퓨터가 약 10kW 수준 전력으로 구동 가능하다고 밝히며, GPU 5~10개 수준의 전력으로 운영할 수 있다고 설명했습니다. AI 데이터센터의 전력 부담을 낮출 수 있다는 점에서 현실적 적용 가능성을 높이고 있습니다.

투자 관점에서는 수혜주 선별이 중요한 변수로 떠오릅니다. 아이온큐는 반도체 공정을 적용한 256큐비트 시스템을 연내 공개할 예정이며, 양자 네트워크 사업 확장에도 나서고 있습니다. 반면 일부 기업은 추가적인 매출 성장 가시성을 확보해야 한다는 지적이 나옵니다.

다만 리스크도 분명합니다. 순수 양자 컴퓨팅 기업 대부분이 아직 적자를 기록하고 있으며, 대규모 연구개발 투자가 필수적인 산업 구조를 반영합니다. 또한 범용 양자 컴퓨터 구현 이전까지는 특정 산업에 제한적으로 적용되는 흐름이 이어질 가능성이 큽니다.

결국 양자 컴퓨팅은 기술적으로는 중요한 전환점을 통과했지만, 투자 성과가 본격적으로 나타나기까지는 시간이 필요한 산업으로 평가됩니다.

양자 컴퓨팅이 GPU 중심 AI 인프라와 결합하는 방향으로 굳어지는 가운데, 특정 기업 중심의 생태계 재편이 현실화될지 궁금합니다.

자료=미디어뱀부

정리=김현기 기자 khk@techm.kr