AI 기술의 발전이 가속화되면서 양자컴퓨터가 함께 언급되는 일이 많아졌다. AI는 방대한 데이터를 분석하고 예측하는 데 강력한 성능을 보이지만, 암호 해독이나 신소재 개발과 같은 복잡한 계산 문제에서는 한계를 드러낸다. 반면, 양자컴퓨터는 특정 유형의 계산에서 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 효율적인 연산을 수행할 가능성을 지니고 있다.
특히, 양자컴퓨터는 AI가 다루기 어려운 고차원적 연산과 복잡한 최적화 문제를 해결하는 데 강점을 가지고 있어, 두 기술이 상호 보완적인 관계를 형성할 것으로 기대된다. 이에 따라 AI와 양자컴퓨터 간의 협력 가능성이 주목받고 있으며, 국내 연구진들도 이에 대응하기 위해 적극적으로 연구를 진행하고 있다.
최근 부산에서 열린 한국 양자정보학회의 두 번째 정기 학술대회는 연구의 시급성과 실용화 필요성을 반영한 움직임으로 평가된다. 통상 연 1회 개최되던 학술대회가 올해 두 번째로 열린 것은 이례적인 일이다. 이는 AI와의 경쟁 속에서 양자컴퓨터 연구가 더욱 가속화되고 있음을 보여준다. 이번 대회에서는 최신 연구 성과가 공유되고, 실용화 가능성이 집중적으로 논의됐다.
양자컴퓨터가 AI 컴퓨터보다 주목받는 이유는 연산 방식의 근본적인 차이에 있다. 기존 컴퓨터가 0과 1의 이진법으로 정보를 처리하는 반면, 양자컴퓨터는 큐비트(qubit)를 활용하여 중첩(superposition)과 얽힘(entanglement) 같은 양자역학적 특성을 이용한다. 이러한 특성 덕분에 양자컴퓨터는 대규모 데이터 최적화, 암호 해독, 신소재 개발 등에서 AI를 능가할 가능성이 높다.
양자컴퓨터에 대한 기대는 금융 시장에서도 반영되고 있다. 미국의 리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing)은 최근 주가가 급등하며 투자자들의 주목을 받았다. 아이온큐(IonQ) 역시 상당한 상승세를 보이며 시장의 기대를 반영했다. 그러나 엔비디아 CEO 젠슨 황이 양자컴퓨터의 실용화 시점을 20년 후로 예상하며 일부 기업의 주가는 급락하기도 했다. 국내에서도 관련 기업들의 주가 변동성이 커지고 있으며, 정부의 연구개발 지원과 맞물려 투자자들의 관심이 높아지고 있다.
그러나 양자컴퓨터가 실용화되기까지는 극복해야 할 과제가 많다. 현재 개발된 양자컴퓨터는 극저온 환경에서만 작동하며, 외부 요인의 미세한 변화에도 오류가 발생하기 쉬운 한계를 지니고 있다. 이를 해결하기 위해 연구자들은 양자 오류 정정 기술을 발전시키고, 안정적인 큐비트 구현 방안을 모색하고 있다. 실리콘 기반 양자칩, 초전도 큐비트, 이온 트랩 방식 등 다양한 접근법이 연구되고 있으나, 실용화까지는 시간이 필요하다.
국내에서도 양자컴퓨터 연구가 활발히 진행되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST), 한국과학기술원(KAIST), 한국전자통신연구원(ETRI) 등의 연구기관과 주요 대학들이 양자컴퓨팅 기술을 연구 중이며, 정부도 연구개발(R&D) 지원을 강화하고 있다. 또한 국내 기업들도 양자컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어 개발에 뛰어들고 있으며, 대기업과 스타트업 간 협력도 활발하다.
양자컴퓨터가 AI를 완전히 대체할 가능성은 낮지만, 특정 분야에서는 AI를 보완하거나 앞설 것으로 보인다. 예를 들어, 금융 리스크 분석, 의약품 개발, 보안 암호 해독 등의 영역에서 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 효율적으로 문제를 해결할 수 있다. 이에 따라 미국, 유럽, 중국 등 주요 국가들은 양자컴퓨터 기술 개발에 대규모 투자를 아끼지 않고 있다. 글로벌 기업들 또한 양자컴퓨팅 연구에 막대한 투자를 하고 있으며, 한국 역시 이에 대응하기 위해 연구개발 지원과 기업 간 협력을 강화해야 한다.
이번 학술대회에서는 AI 시대에 양자컴퓨터가 갖는 의미, 현재 연구 단계, 실용화를 위한 기술적 과제, 그리고 산업화 가능성이 주요 논점으로 다뤄졌다. 한국이 세계적인 양자컴퓨팅 강국으로 도약하기 위해서는 보다 적극적인 연구개발 투자와 인재 양성이 필수적이며, 정부와 기업이 긴밀한 협력을 통해 실용화에 박차를 가해야 한다는 목소리가 높다.
양자컴퓨터는 단순한 기술 혁신을 넘어 AI와의 공존 속에서 새로운 가능성을 열어가고 있다. AI가 지배하는 현 시대에서 양자컴퓨터가 돌파구가 될지, 혹은 AI와 공존하며 발전할 것인지에 대한 논의는 앞으로도 계속될 것이다. 한국이 글로벌 기술 경쟁에서 선두를 차지하기 위해서는 지금부터 차별화된 전략과 지속적인 투자가 필요하다.