2025년 CES에서 가장 큰 화두 중 하나는 양자컴퓨터의 발전과 그 상용화 가능성이다. 지난 12월 구글이 자사의 양자컴퓨터 개발 성과를 발표하며 큰 주목을 받았고, 이후 CES 2025에서도 양자컴퓨터 관련 기술이 뜨거운 이슈로 떠올랐다. 그러나 AI 분야의 선두주자인 엔비디아의 젠슨 황 CEO는 “양자컴퓨터 시대는 30년 이상 더 걸릴 것”이라며 양자컴퓨터의 상용화 시점에 대해 비관적인 전망을 내놓았다. 이 발언은 양자컴퓨터 개발의 현재 상태와 한계에 대한 논란을 불러일으켰다.

 

양자컴퓨터는 기존의 슈퍼컴퓨터와는 다른 원리로 작동한다. 슈퍼컴퓨터는 모든 정보를 0과 1로 처리하는 비트(bit) 방식을 사용하는 반면, 양자컴퓨터는 큐비트(Qubit)를 사용하여 정보를 처리한다. 큐비트는 0과 1을 동시에 표현할 수 있는 중첩 상태를 이용해 복잡한 문제를 병렬로 처리하는 특성을 지닌다. 이 특성 덕분에 양자컴퓨터는 특정 문제에서 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 빠르고 효율적인 계산 속도를 자랑한다. 특히, AI와 같은 대규모 데이터 처리가 필요한 분야에서 양자컴퓨터는 엄청난 잠재력을 지니고 있다.

 

구글은 최근 자사의 양자컴퓨터 칩인 '윌로우(Willow)'를 통해 기존 슈퍼컴퓨터를 능가하는 성과를 발표했다. 이 성과는 AI와 양자컴퓨팅의 융합 가능성을 높이며, 여러 산업 분야에서 혁신적인 변화를 이끌 것으로 예상된다. 특히 AI의 발전에 따라 양자컴퓨터 기술의 필요성은 점점 더 커지고 있다. 양자컴퓨터는 복잡한 문제 해결을 위해 요구되는 막대한 계산량을 처리하는 데 중요한 역할을 할 수 있기 때문이다.

 

그러나 양자컴퓨터의 상용화는 여전히 여러 기술적 도전 과제에 직면해 있다. 가장 큰 문제는 에러율이다. 양자컴퓨터는 외부 환경의 작은 간섭에도 큐비트가 영향을 받을 수 있으며, 이로 인해 계산 결과의 신뢰도가 낮아질 수 있다. 이를 해결하기 위해 구글과 IBM은 양자 오류 보정 기술 개발에 힘쓰고 있으며, 큐비트를 안정적으로 유지하기 위해 극저온 상태가 필요하다는 기술적 한계를 극복하려는 노력도 지속되고 있다. 아이온큐는 초저온 없이 작동할 수 있는 이온 트랩 기술을 개발해 이 문제를 해결하려고 하고 있다.

 

세계 주요 국가들도 양자컴퓨터 개발에 박차를 가하고 있다. 미국의 IBM은 127큐비트 양자컴퓨터 개발을 완료하고 상용화를 목표로 하고 있으며, 구글은 오류율을 낮춘 차세대 양자칩을 선보였다. 중국은 대규모 투자를 통해 양자컴퓨터 기술을 급속히 추격하고 있으며, 100큐비트 이상의 양자컴퓨터를 공개해 기술력을 과시하고 있다. 한국 역시 연세대학교가 IBM의 양자컴퓨터를 도입해 다양한 산업과 협력하며 양자컴퓨터 기술 발전을 위한 연구를 진행하고 있다. 삼성, LG, SK 등 주요 대기업들도 양자컴퓨터 기술에 대한 연구를 활발히 진행 중이다.

 

 

그러나 양자컴퓨터의 상용화 가능성에 대해 비관적인 시각도 존재한다. 엔비디아 CEO인 젠슨 황은 양자컴퓨터가 상용화되기까지는 적어도 30년 이상 걸릴 것이라고 주장하며, 현재 기술적, 경제적 문제들을 해결해야 한다고 강조했다. 그의 발언은 양자컴퓨터의 현실적인 한계와 그 상용화에 대한 신중한 접근을 요구하는 목소리로 받아들여졌다. 반면, 디웨이브퀀텀의 앨런 바라츠 CEO는 양자컴퓨터의 상용화가 이미 현실이 되었다며, 젠슨 황의 예측이 지나치게 비관적이라고 반박했다. 디웨이브는 양자 어닐링 방식을 활용해 이미 상업적 응용이 가능한 제품을 출시하고 있으며, 이는 양자컴퓨터 기술이 상용화로 가는 중요한 진전을 의미한다.

 

AI와 양자컴퓨터는 서로를 보완하는 관계에 있다. AI는 대규모 데이터를 처리하고 복잡한 문제를 해결하기 위해 점점 더 강력한 연산 능력을 요구하고 있으며, 양자컴퓨터는 이러한 AI의 한계를 극복할 수 있는 잠재력을 지닌다. 예를 들어, AI 모델 학습에서의 하이퍼파라미터 최적화나 강화 학습과 같은 복잡한 연산 문제는 양자컴퓨터의 병렬 처리 능력을 통해 혁신적으로 개선될 수 있다. 또한, AI 데이터센터의 전력 소비 문제를 해결하는 데도 양자컴퓨터는 큰 역할을 할 수 있다. 기존의 데이터센터는 막대한 전력을 소모하지만, 양자컴퓨터는 상대적으로 적은 에너지로 연산을 수행할 수 있기 때문이다.

 

AI와 양자컴퓨터의 융합은 신약 개발, 금융 모델링, 기후 변화 시뮬레이션 등 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것으로 예상된다. 신약 개발 분야에서는 양자컴퓨터가 분자 구조를 분석하고 최적의 후보 물질을 탐색하는 데 활용될 수 있으며, 금융 분야에서는 복잡한 위험 관리 모델을 정교하게 계산할 수 있다. 또한, 기후 변화 시뮬레이션이나 물류 최적화와 같은 대규모 연산 문제에서도 양자컴퓨터는 기존의 기술로는 해결하기 어려운 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것이다.

 

AI와 양자컴퓨터의 융합은 단순히 기술 발전을 넘어 사회 전반에 큰 변화를 가져올 가능성이 크다. 두 기술의 결합은 새로운 시대를 열어갈 열쇠가 될 것이다. 양자컴퓨터의 상용화가 AI의 한계를 극복하는 데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라, 두 기술이 함께 발전하며 창출할 시너지는 인류의 삶에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.