최근 AI 에 이어서 양자 컴퓨터가 시장의 관심을 받고 있다.
젠슨 황은 이에 대해서 "아직 상용화가 멀었다" 라고 발언까지 하면서 시장에 찬물을 끼얹은 바 있는데
양자 컴퓨터가 어떤 것인지 빠르고 간단하게 알아보자.
양자컴퓨터란
양자컴퓨터는 양자역학의 원리를 이용하여 정보를 처리하는 컴퓨터입니다.
일반적인 컴퓨터가 0과 1의 비트를 사용하는 것과 달리, 양자컴퓨터는 '큐비트'라는 양자 비트를 사용합니다.
큐비트는 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있어, 복잡한 계산을 매우 빠르게 수행할 수 있습니다.
기존 컴퓨팅 기술과 차별화된 양자컴퓨터의 장점
- 병렬 처리 능력 : 양자컴퓨터는 양자 중첩과 양자 얽힘을 통해 많은 계산을 동시에 처리할 수 있어, 전통적인 컴퓨터보다 훨씬 빠른 계산 속도를 제공
- 대규모 데이터 처리: 복잡한 빅데이터 분석, 모의 시뮬레이션, 최적화 문제 등에서 혁신적인 해결책을 제공
- 암호 해독 능력: 양자컴퓨터는 전통적인 암호화 기술을 더 효과적으로 해독 가능
현재 양자컴퓨팅 기술의 한계
- 불안정성: 양자 상태의 불안정성으로 인해 오류가 발생하기 쉽습니다. 이는 계산의 정확성에 영향을 줄 수 있다
- 높은 비용: 양자컴퓨터의 개발과 유지보수에는 막대한 비용이 소요
- 결맞음 시간(Coherence Time) 제한: 큐비트는 매우 짧은 시간 동안만 양자 상태를 유지할 수 있습니다. 이 시간을 늘리는 것이 주요 과제
- 오류율: 현재의 양자 게이트 연산은 높은 오류율을 가지고 있어, 복잡한 계산을 수행하기 어렵다.
- 스케일링 문제: 큐비트의 수를 늘리면서도 각 큐비트의 품질을 유지하는 것 또한 어려운 과제
- 환경 노이즈: 외부 환경의 노이즈로 인해 큐비트의 상태가 쉽게 붕괴될 수 있다.
- 읽기 오류: 큐비트의 상태를 정확하게 측정하는 것도 여전히 쉽지않음
큐비트 상태 유지를 위한 기술
- 극저온 냉각: 큐비트의 양자 상태를 유지하기 위해 절대온도에 가까운 온도로 냉각된다.
- 자기장 차폐: 외부 자기장의 간섭을 막기 위해 초전도체로 만든 자기 차폐를 사용합니다.
- 오류 정정 코드: 양자 오류 정정 코드를 사용하여 큐비트의 상태를 보호하고 오류를 검출 및 수정
- 위상 보정: 큐비트의 위상을 정확하게 제어하고 보정하는 기술이 필요
양자컴퓨터의 활용 분야
- 신약 개발: 복잡한 분자 구조를 시뮬레이션하여 새로운 약물을 더 빠르게 개발할 수 있습니다.
- 금융 모델링: 복잡한 금융 시스템을 분석하고 예측하는 데 사용될 수 있습니다.
- 기후 변화 예측: 복잡한 기후 모델을 더 정확하게 시뮬레이션할 수 있습니다.
- 인공지능 및 기계학습: 대규모 데이터 처리와 패턴 인식 능력을 향상시킬 수 있습니다.
- 암호화 및 보안: 현재의 암호화 시스템을 해독하거나 더 강력한 암호화 방식을 개발하는 데 활용될 수 있습니다.
정리를 하자면 양자컴퓨터는 특정 분야에 대해서 특화되어 사용가능한 새로운 기술임은 분명하다.
시장에서 먼저 파티를 벌인 측면은 있지만 결국 시간의 문제이고 상용화가 된다면 또 다른 기술적 진보가 이루어질것은 당연해 보인다.
양자컴퓨터 관련주
1. 미국주식
1) 리게티 컴퓨팅 RGTI
비즈니스 모델:
- 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 서비스(QCS)를 구독 모델로 제공
- Quantum Cloud Services(QCS)라는 클라우드 기반 플랫폼을 운영하여 사용자가 양자 컴퓨팅 리소스에 접근할 수 있도록 지원
- 자체 개발한 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 제공하여 개발자들이 양자 알고리즘을 설계하고 테스트할 수 있도록 함
- 금융, 의료, 에너지 등 특정 산업의 문제를 해결하기 위한 맞춤형 양자 솔루션 제공
(예: 금융 산업에서의 리스크 분석 최적화, 의료 산업에서의 약물 개발 지원)
2) 퀀텀 컴퓨팅 QUBT
비즈니스 모델:
- 나노포토닉 기반 양자 기술을 활용하여 합리적인 가격의 상용 애플리케이션 제공
- 상온에서 적은 교육, 저전력, 특별한 환경 요구 사항 없이도 빠른 속도와 정확도로 양자 솔루션 제공
- 컴퓨팅, 센싱, 이미징 솔루션 제품 전반에 걸쳐 핵심 기술 활용
- Dirac이라는 엔트로피 컴퓨터를 통해 이진(11,000 큐비트 이상) 및 정수(1000 큐비트 이상) 최적화 문제에 대한 솔루션 제공
- 양자 애플리케이션으로 저수지 광자 컴퓨터(AI), 사이버 보안, 이미징, 센싱(LiDAR) 및 QRNG 제품 포함
퀀텀 컴퓨팅의 비즈니스 모델은 고객이 복잡한 연산 문제를 더 빠르고 효율적으로 해결할 수 있도록 소프트웨어와 지원 서비스를 제공하여 수익을 창출
3) 아이온큐 IONQ
비즈니스 모델:
- 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 서비스를 제공하며, 구독형 모델로 수익을 창출
- 주요 클라우드 플랫폼(AWS, Microsoft Azure, Google Cloud)을 통해 양자 컴퓨팅 서비스 제공
- 고객들은 클라우드를 통해 IonQ의 양자 컴퓨팅 리소스에 접근하여 복잡한 계산 문제 해결
- 금융, 물류, 의료 등 다양한 산업의 고객들에게 맞춤형 양자 솔루션 제공
(예: 금융 산업에서는 포트폴리오 최적화, 물류 산업에서는 경로 최적화 문제 해결)
- 트랩드 이온(Trapped Ion) 방식을 기반으로 고성능 큐비트 개발에 집중
- IonQ Forte라는 대표 제품은 36개의 큐비트를 활용해 높은 연산 정확도와 안정성을 제공
2. 국내주식
우리넷: 양자 암호 통신이 가능한 광회선 패킷 전달 장비 개발
아이씨티케이: SK텔레콤의 양자보안 관련 투자 자회사 IDQ와 협력하여 공동 솔루션 개발 중
코위버: 양자 암호키 통신 기능을 구현하는 기술 보유
우리로: 양자 암호키 광자펄스 신호 검출 장치 특허권 보유
한울소재과학: KT, LG유플러스, KAIST, KIST 등과 양자 암호 통신 네트워크 기술 개발
케이씨에스: SKT와 양자암호 원칩 개발 중
엑스게이트: 양자난수생성기와 퀀텀VPN 등 양자 보안 기술에 투자
옵티시스: Highgain 양자 우물 구조 설계 및 성장 기술 개발
드림시큐리티: 양자키 분배 기술, 포스트 양자 암호 알고리즘 등 개발 중
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