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양자컴퓨터 탐구생활

양자컴퓨터는 과연 일반 컴퓨터의 한계를 뛰어넘는 계산 방식일까?

by 머니크니 MK 2025. 4. 11.

25년 나에게도 그리고 주식과 경제 시장에도 가장 큰 화두 중 하나는 단연 '양자컴퓨터'라고 본다.
인터넷과 모바일 그리고 AI까지 다양한 기술 발전이 이뤄지면서 그때마다 누군가에게는 엄청난 기회로 작용했을 것이다.
 
나 또한 그런 기회들을 놓치고 지나왔던 시간을 후회가 된다. 하지만 후회로 앞으로의 시간을 보내기보다는 앞날을 준비하자는 마음이 우선이다.
 
과학과 수학이 가깝지 않은 나이지만 왠지 모르게 양자컴퓨터는 관심이 가는 분야이다. 이유는 정확히 모르겠다. 그냥 끌린다가 더 맞는 거 같다. 아니면 양자컴퓨터의 발전이 투자관점에서 나에게 기회라고 본능적으로 느끼는 걸 지도 모르겠다.
 
그래서 블로그 카테고리에 '양자컴퓨터 탐구생활'이라는 섹터를 만들고 앞으로 양자컴퓨터에 관한 스터디 내용과 업계의 현황과 투자 분석등을 포스팅하려 한다.
 
나에게는 양자컴퓨터 노트가 될 것이고,
누군가에게는 양자컴퓨터를 알 수 있는 기회가 될 것이고, (내가 이해할 정도 수준의 글이라면 누구에게나 이해가 될 것이다)
누군가에게는 투자의 기회로 다가가길 바란다.
 
오늘은 과연 양자컴퓨터가 일반 컴퓨터보다 월등한 성능, 신이 주신 선물과 같은 성능을 낼 수 있는 기술인지 같이 생각해 보자.
포스팅 내용 중에서 일부 글은 현재 읽고 있는 '처음 읽는 양자컴퓨터 이야기'와 업계의 발표 논문과 기업의 공시자료 등을 활용하여 글을 쓰겠다.
 
그럼 양자컴퓨터 탐구생활을 같이 시작해 보자.

목차

 

1. 양자컴퓨터는 정말 일반 컴퓨터보다 빠를까?

2. 양자컴퓨터가 빠르다는 의미와 작동 방식

3. 투자 관점에서 게임판을 잘 선택해야 한다.

4. 맺음말 : '빠른 계산'이라는 정의가 바뀌고 있다.

 

내용

1. 양자컴퓨터는 정말 일반 컴퓨터보다 빠를까?

양자컴퓨터의 구루이자 일본 양자컴퓨터의 대가인 '다케다 슌타로'는 그의 책 '처음 읽는 양자컴퓨터 이야기'에서 이렇게 이야기한다.
양자컴퓨터는 없던 기술이 아닌 지금도 우리가 사용하고 있는 기술의 발전이라고.
뉴스와 기사 그리고 일반인의 블로그 등에서 무엇이든 해결해 주는 도라에몽의 주머니처럼 양자컴퓨터를 비유하는 것을 우려하고 있다.
현대의 일반적인 컴퓨터를 개발, 발전시켜 만든 컴퓨터의 일종이라고 이야기한다.
 
나도 이 책을 읽기 전에는 큐비트와 양자컴퓨터 등의 단어만 들었을 때는 없던 기술을 개발하여, 엄청난 변화를 가져올(물론 앞으로 엄청난 기회와 변화를 가져올 기술이지만) 기술이라고 생각했다.
 
현재의 가장 뛰어난 컴퓨터는 슈퍼 컴퓨터라고 불리는 일반적인 컴퓨터보다 훨씬 뛰어난 연산 능력을 가진 고성능 컴퓨터다.
 

노르웨이의 슈퍼컴퓨터
노르웨이 슈퍼컴퓨터_출처 게티이미지_Andrey Semenov

 
양자컴퓨터로 빨리 풀 수 있는 문제는 몇 종류밖에 없다고 한다. 그 밖의 문제는 지금의 컴퓨터와 양자컴퓨터의 계산 속도가 비슷하다.
단, 양자컴퓨터는 일반 컴퓨터와 다른 계산 방식을 가지고 있다. 그런 이유로 양자컴퓨터가 일반 컴퓨터보다 빠르다는 이야기가 나오는 것이다.
 
같은 수학문제를 풀어야 한다고 가정하자. 일반컴퓨터는 0과 1이라는 숫자를 통해 순서에 따라 사칙연산을 몇 번이고 반복해서 답을 계산한다. 하지만 양자컴퓨터는 계산의 횟수를 줄여 계산을 하는 방식이기에 어느 정도 계산 횟수를 줄일 수 있는 문제에 따라 결과 속도가 달라진다.
 
따라서 일반 컴퓨터보다 양자컴퓨터가 **배 빠르다고 이야기할 수 없다고 책의 저자는 말하고 있다.
 

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2. 양자컴퓨터가 빠르다는 의미와 작동 방식

일반 컴퓨터의 작동 방식 : 0 아니면 1

 
우리가 매일 사용하는 노트북, 스마트폰, 서버들은 모두 일반 컴퓨터들이다. 이 컴퓨터들은 '비트(bit)'라는 가장 작은 단위로 정보를 처리하는데, 이 비트는 언제나 0 또는 1 중 하나다.
모든 데이터는 0과 1의 조합으로 이뤄지고, 연산은 정해진 순서대로 하나씩 처리된다. 즉, 병렬 처리에도 한계가 있고, 복잡한 문제를 해결하려면 순서를 기다려야 해서 시간이 오래 걸릴 수 있지.
 

일반컴퓨터의 0과1을 나타내는 이미지
일반컴퓨터는 0아니면 1이다_해당이미지는 생성형 AI(image fx)로 제작되었습니다.

 
 

일반 컴퓨터 처리 예시
100자리 암호를 해독하려면,
일반 컴퓨터는 모든 경우를
하나씩 시도해서 풀어야 해.
이걸 순차 탐색이라고 하지.




애플 맥 데스크탑
애플 데스크탑_출처 픽사베이

 
 

양자컴퓨터의 작동 방식 : 0 이면서 1

양자컴퓨터는 일반 컴퓨터와는 전혀 다른 방식으로 작동해.
'큐비트(Qubit)'라는 단위를 사용해서, 0과 1을 동시에 표현할 수 있어.
이걸 '중첩'이라고 불러
 
또한 두 큐비트가 서로 연결되면 '얽힘'이라는 현상이 생기는데, 이 상태에서는 하나의 큐비트를 바꾸면 다른 큐비트도 즉시 반응하게 되어서, 아주 복잡한 문제를 동시에 여러 방향으로 계산할 수 있고, 계산하는 횟수를 줄일 수 있는 거야.
그래서 이런 부분 때문에 양자컴퓨터가 일반 컴퓨터보다 처리속도가 빠르다고 말하는 건데, 양자컴퓨터로 계산이 빨라지는 것은 단순 계산 속도가 빠른 것이 아닌 계산 횟수를 줄일 수 있어서라고 하는 게 맞는 거지
 
이때 '양자'라는 플러스알파 역할을 하는 기능을 사용해서 적은 계산 횟수만으로도 답을  찾는 거야. 참 놀라운 방식인 거 같아.
 

양자컴퓨터 계산 방식을 형상화한 이미지
양자컴퓨터는 동전의 양면처럼 0이면서 1일 수도 있다_해당이미지는 생성형 AI(image fx)로 제작되었습니다.

 

양자 컴퓨터 처리 예시
일반 컴퓨터와 동일하게
100자리 암호를 해독한다고 가정할게.
다양한 경우의 수를 동시에
시도할 수 있어.
즉, 순서대로 할 일을 횟수를 줄이는
스마트한 방법으로
시간을 단축시키는 거지.


리게키컴퓨팅 양자컴퓨터 노베라
리게티컴퓨팅 노베라 양자컴퓨터_출처 리게티컴퓨팅

 
 

양자컴퓨터가 일반 컴퓨터보다 계산이 빠르다는 진짜 의미

양자컴퓨터가 일반컴퓨터보다 빠르다는 의미
처음 읽는 양자컴퓨터 이야기의 내용을 재구성하여 작업한 사진

 
그렇다고 양자컴퓨터가 모든 면에서 일반 컴퓨터보다 뛰어난 건 아니야.
아직은 소수의 특정 문제에만 최적화되어 있거든
대표적인 분야가 암호 해독, 최적화 문제, 신약 개발, 우주 항공 등이야.
 
이게 의미하는 바는 매우 커
"암호가 뚫릴 수 있다"라는 사실만으로도 보안 산업 전체의 판도가 바뀔 수 있기도 하고, 신약 후보 물질에 어떤 효과와 부작용이 있는지 계산하는 시간을 단축한다면 연구개발비를 획기적으로 줄일 수 있거든.
 
여기에서 우리는 어느 섹터에 투자 관심을 가질지 알 수 있는 거지.

3. 투자 관점에서 게임판을 잘 선택해야 한다.

그래서 우리는 양자컴퓨터를 어럽게만 바로는 것이 아닌, 투자자 관점에서 양자컴퓨터가 바꿀 게임판을 잘 선택해야 해.
양자 컴퓨터는 아직 초기인 건 맞아. 기술이 계속 발전하고 있고, 초 대기업들이 엄청난 금액을 투자하고 있지만 그보다 중요한 건 양자컴퓨터로 어떤 게임판을 바꿀지가 관건이 될 거야.
 
구글, IBM, 엔비디아와 같은 대형 기업 외에도 리게티컴퓨팅, 아이온큐, 디웨이브퀀텀과 같은 중소규모 기업 그리고 다양한 스타트업들이 수조 원을 투자하고 있어.
양자 하드웨어부터 양자 알고리즘, 클라우드, 소프트웨어 플롯폼 등 관련 산업은 이미 다양해지고 형성되고 있거든.
그에 맞는 기술과 실제 서비스까지도 이뤄지고 있고.
 
그래서 우리는 어떤 게임판에 참여해서 투자 수익을 올릴 수 있는지 양자컴퓨터의 현황과 진행 방향성을 주의 깊게 봐야 하는 거야.
 

  • 투자 기업 포인트 간략 정리
    • 양자칩 제조사 : IBM, 엔비디아, 리게티 컴퓨팅 등
    • 양자 클라우드 : 아마존(브라켓), MS 애저 퀀텀 등
    • 양자 알고리즘 : QC Ware, Zapata Computing 등

4. 맺음말 : '빠른 계산'이라는 정의가 바뀌고 있다.

양자 컴퓨터는 갈 길이 아직 많이 남았어.
누군가는 5년 안에 기술이 상용화될 거라고 하지만, 누군가는 100년이 넘게 걸릴 수 있다고도 생각해.
나는 완전 자율 주행 기술처럼 아직 우리 현실에 100% 적용은 어렵지만 양자컴퓨팅 기술이 곧 우리 실생활에 적용이 될 거라고 생각해.
 
과거 20년 전만 해도 핸드폰을 가지고 다니는 사람은 대기업의 임원이거나 전문직 종사자였지만 지금은 학생부터 노인까지 누구나 과거의 슈퍼컴퓨터 수준의 컴퓨터를 들고 다니고 있으니까
 
양자컴퓨터는 '계산', '빠르다'라는 단어의 정의 자체를 바꾸고 있어.
그동안의 "계산이 빠르다." "계산 능력이 좋다."라는 의미는 양자 컴퓨팅 기술이 발전될수록 새로운 개념들이 생기고 있는 거지.
단순히 빠르기보다 ""생각하는 방식'을 재설계한다"라는 의미가 더 맞을 거 같아.
 
그 변화의 시작은 이미 몇 년 전에 시작이 되었고, 우리는 그 흐름을 사용자의 입장과 투자자의 입장으로 잘 올라타는 게 관건이야.
 
오늘 양자컴퓨터가 빠르다는 이야기를 해봤는데 어땠어?
이해하기 어렵진 않았어? 어려웠다면 댓글에 의견을 남겨줘. 또는 너무 쉬웠다고 해도 댓글에 의견을 남겨주고.
 
다음 포스팅에서는 생소한 양자컴퓨터 관련 용어와 양자 컴퓨터 관련 기업(상장 기업 & 미상장 기업)에 관해서 이야기해볼 거야.
 
혹시 궁금하거나 같이 스터디하고 싶은 주제나 내용이 있다면 댓글로 소통해 줘. 혼자 알아가는 것보다 같이 이야기 나누고 같이 성장하는 게 머니크니 블로그의 목표니까.
 
다음 포스팅도 기대해 주고, 응원과 댓글은 글을 쓰는데 엄청난 힘이 될 거야.
많은 응원과 댓글 부탁해

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