[양자 혁명] ①미중 기술경쟁 新격전지, 중국 선점 전략 본격화

기사입력 : 2025년03월05일 07:42

최종수정 : 2025년03월05일 07:55

미중 기술 패권경쟁 2라운드 무대 '양자컴퓨터'
미국과 중국 양강구도, 주도권 확보 본격 대응
중국의 공격적인 정책·자금 지원 현주소 점검

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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 전세계가 인공지능(AI) 다음으로 주목하고 있는 고성장 혁신기술 영역인 '양자컴퓨터(양자컴퓨팅)'의 거대한 성장 가능성에 전세계 시장의 이목이 쏠리고 있다.

양자 기술을 둘러싼 다양한 산업 영역 중에서도 양자컴퓨터는 핵심적인 고성장 영역으로, 최근 미국의 빅테크(대형 IT기업)들이 잇달아 신모델을 공개하며 본격적으로 시장 선점을 서두르는 모습에서 거대한 성장여력을 가늠할 수 있다.

양자컴퓨팅 산업은 향후 미국과 중국의 치열한 기술패권 전쟁이 치러질 최대 격전지가 될 전망이다. AI 영역에서 글로벌 선두를 달려온 미국을 몇 년 새 무서운 속도로 따라잡은 중국은 양자컴퓨팅 산업에서도 미국과의 격차를 빠르게 좁혀가고 있다. 그 배후에는 중국 당국의 적극적인 정책지원과 아낌없는 자금 투자 행보가 자리잡고 있다.

금주 중국 최대 연례 정치 행사인 양회(兩會, 전국인민대표대회 및 전국인민정치협상회의)에서 '기술혁신'은 2025년 정책 과제로 다시금 강조될 전망이다. 올해부터 더욱 치열해질 글로벌 양자컴퓨터 산업 경쟁국면에서 주도권을 잡기 위해 중국이 어떻게 대비를 하고 있으며, 중국 기업의 기술경쟁력이 어느 정도 수준까지 진화했는지를 점검해보고자 한다.

[사진 = 본원양자 공식 홈페이지] 2024년 1월 6일 본원양자(本源量子 ·Origin Quantum)는 차세대 초전도 양자컴퓨터 본원오공(本源悟空)을 공개했다.

◆ '양자컴퓨터 상용화' 관건이 될 '2가지'

양자컴퓨터는 '중첩'과 '얽힘'이라는 양자 역학의 원리를 이용해 개발한 컴퓨터다.

AI 슈퍼컴퓨터의 등장으로 방대한 양의 데이터 처리가 가능해지긴 했으나, AI 기술 응용이 가속화되면서 기존 컴퓨터의 성능적 한계가 드러나고 있다. 이 때문에 슈퍼컴퓨터도 접근하기 어려운 고차원적 연산과 복잡한 최적화 문제 해결에 있어 강점을 지니는 양자컴퓨터와의 호환 필요성은 나날이 커지고 있다.

현재 우리가 사용하는 컴퓨터들은 0 또는 1 중 하나의 값만 가질 수 있는 비트(Bit)라는 최소 정보 단위에 기반해 연산을 처리해 왔다. 반면, 양자컴퓨터는 0과 1 값을 동시에 가질 수 있는 큐비트(Qubit)를 기본 정보 단위로 사용한다.

기존 컴퓨터의 경우 비트를 저장하고 처리하는 트랜지스터(Transistor, 컴퓨터의 기본 연산 장치로 전자 신호를 증폭하거나 스위칭하는 역할을 함)를 통해 0(꺼짐)과 1(켜짐)의 두 가지 옵션 사이를 반복적으로 변환해가며 순차적으로 문제를 해결한다. 반면, 큐비트는 0과 1이 중첩된 상태로서 연산 요청이 들어오면 여러 문제를 동시에 처리하는 것이 가능하다. 그만큼 큐비트를 통해 처리하는 양자컴퓨팅 기술의 연산 처리 속도가 빠르고 효율적이라고 말할 수 있으며, 큐비트 수가 높을수록 성능이 더욱 뛰어나다.

다만, 양자컴퓨팅 기술은 아직까지는 연구개발 단계로 일상생활에 통합되기까지는 여전히 넘어서야 할 많은 과제가 남아있다.

양자컴퓨터의 최소 정보 단위인 큐비트는 매우 불안정한 특성을 지니고 있어 완벽히 통제된 환경 구현이 필수적이다. 이에 양자컴퓨터의 성능을 극대화하기 위해서는 양자 상태의 큐비트를 정밀하게 제어할 수 있는 양자오류정정(Quantum Error Correction, QEC) 등의 기술이 반드시 필요하다.

[사진 = 바이두] 지난해 4월 25일 '중국과학원(CAS) 양자정보·양자과학기술혁신연구원(QuantumCAS)'은 504큐비트로 구성된 초전도 양자 컴퓨팅 칩 '샤오훙(骁鸿)'을 공개했다.

양자컴퓨터 기술은 큐비트 구현 방식에 따라 크게 △초전도 △이온트랩 △광자 △중성원자 반도체로 분류된다.

현재 상용화 가능성이 가장 높은 기술은 초전도와 이온트랩이다. 미국의 IBM, 구글 등을 비롯해 중국 대표 양자컴퓨팅 벤처기업 본원양자(本源量子·Origin Quantum)도 해당 기술을 채택해 양자컴퓨터를 개발 중이다.

초전도 양자컴퓨터는 물질의 전기 저항이 0이 되는 초전도 현상을 이용해 큐비트를 양자 상태로 만든다. 초전도 현상을 구현하기 위해 전자가 저항 없이 이동할 수 있는 극저온 환경을 조성해야 하는 만큼, 냉각설비 개발과 운용에 엄청난 비용이 소요되는 단점이 있다. 반면, 기존 반도체 공정으로도 제작이 가능하고 큐비트 수를 높이기에도 용이하다는 장점이 있다.

이온트랩 양자컴퓨터는 전기장을 이용해 이온을 포획하고 레이저로 상태를 조작해 양자 큐비트를 생성한다. 큐비트 제어가 용이하고 높은 정밀도로 오류를 낮출 수 있다는 장점이 있다. 다만, 큐비트 수를 늘리는데 있어서는 한계가 있다.

다만, 두 기술 모두 엄청난 개발 및 운용 비용을 수반한다는 점에서 한계성이 드러난다. 양자컴퓨터의 성능을 높이려면 큐비트를 늘려야 하는데 그만큼 비용이 높아질 수밖에 없는 것.

결론적으로 양자컴퓨터 상용화 시대의 도래 시기가 어느 정도 앞당겨질 수 있을 지는 양자 상태를 구현할 수 있는 물리적 시스템, 양자 정밀 제어 기술 등의 발전 속도가 관건이 될 전망이다. 이는 해당 분야에서 기술적 돌파구를 찾는 것은 양자컴퓨터 시장 주도권 확보의 열쇠가 될 수 있다는 뜻으로도 해석해볼 수 있다.

<[양자 혁명] ②미중 기술경쟁 新격전지, 중국 선점 전략 본격화>로 이어짐.

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pxx17@newspim.com

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폭스콘 "AI 데이터센터, 단계 건설" [서울=뉴스핌] 고인원 기자= 세계 최대 전자 위탁생산업체인 대만 폭스콘이 미국 반도체 기업 엔비디아와 함께 추진 중인 인공지능(AI) 데이터센터 프로젝트가 최대 100메가와트(MW) 규모로 단계적으로 건설될 예정이라고 밝혔다. 류양웨이 폭스콘 회장은 대만 타이베이에서 열린 '2025 컴퓨텍스 타이베이' 기조연설에서 "이번 AI 데이터센터는 엄청난 전력이 필요한 만큼, 단계적으로 구축할 것"이라며 "1차로 20메가와트 규모로 시작한 뒤, 40메가와트를 추가로 설치할 예정이며, 궁극적으로는 100메가와트까지 확대할 계획"이라고 말했다. 이 프로젝트는 전날 엔비디아가 대만을 대표하는 제조 기업 TSMC·폭스콘 및 대만 정부와 함께 초대형 AI 생태계를 대만에 구축한다고 발표한 데 따른 후속 설명이다. 2024년 10월 8일 대만 타이페이에서 열린 폭스콘 연례 기술 전시회에 전시된 폭스콘 전기이륜차 파워트레인 시스템 [서울=뉴스핌]박공식 기자 = 2025.05.14 kongsikpark@newspim.com 류 회장은 "전력은 대만에서 매우 중요한 자원"이라며 "공급 부족이라는 표현은 쓰고 싶지 않지만, 이를 감안해 여러 도시를 대상으로 부지를 분산하는 방식으로 데이터센터를 건설할 것"이라고 설명했다. 일부 시설은 대만 남서부 가오슝시에 우선 들어서며, 나머지는 전력 여건에 따라 다른 도시로 확대될 수 있다고 덧붙였다. 이날 류 회장의 키노트 무대 위로 젠슨 황 엔비디아 CEO가 깜짝 등장해 눈길을 끌었다. 황 CEO는 "이번 AI 센터는 폭스콘, 엔비디아, 그리고 대만 전체 생태계를 위한 시설"이라며 "우리는 대만을 위한 AI 팩토리를 만들고 있다. 여기에는 대만의 350개 파트너사가 참여하고 있다"고 강조했다. 이번 AI 데이터센터는 고성능 컴퓨팅 인프라 확보를 통해 AI 학습 및 추론 속도를 크게 높이고, 대만 내 AI 산업 생태계 전반에 걸쳐 활용될 것으로 기대된다. koinwon@newspim.com 2025-05-20 23:40

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[단독] 삼성전자 '엑시노스 부활' 이 기사는 5월 21일 오전 10시04분 프리미엄 뉴스서비스'ANDA'에 먼저 출고됐습니다. 몽골어로 의형제를 뜻하는 'ANDA'는 국내 기업의 글로벌 성장과 도약, 독자 여러분의 성공적인 자산관리 동반자가 되겠다는 뉴스핌의 약속입니다. [서울=뉴스핌] 김아영 기자 = 삼성전자가 올해 하반기와 내년 출시 예정인 갤럭시 플래그십 모델에 자체 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) '엑시노스'를 탑재할 계획인 것으로 확인됐다. 오는 7월 공개 예정인 폴더블 신제품에는 '엑시노스 2500·2400', 내년 출시 예정인 갤럭시 S26 시리즈에는 2나노 공정의 '엑시노스 2600'이 적용될 예정이다. 시장과 제품 포지셔닝에 따라 퀄컴 칩셋과 병행 탑재하는 이원화 전략이 병행된다. 삼성전자 엑시노스 [사진=삼성전자] 21일 뉴스핌 취재를 종합하면 삼성전자는 오는 7월 미국 뉴욕에서 열리는 '갤럭시 언팩' 행사에서 공개할 폴더블 스마트폰에 엑시노스 칩셋을 일부 탑재한다. 삼성은 또 내년에 출시하는 갤럭시 S26 시리즈에는 엑시노스 2600을 부분 탑재할 계획이다. 해당 칩셋은 2나노 공정이 처음으로 적용되는 제품이다. 업계 관계자는 "갤럭시 Z 플립7에 엑시노스 2500, 보급형인 Z 플립7 FE에 2400이 각각 탑재될 예정"이라며 "상위 기종인 Z 폴드7에는 S25와 동일하게 퀄컴의 스냅드래곤8 엘리트가 들어간다"고 귀띔했다. 그러면서 "내년 상반기 출시 예정인 갤럭시 S26 시리즈의 경우 북미·한국·중국·일본 등 주요 시장에는 퀄컴의 새로운 칩(스냅드래곤8 엘리트2)을, 유럽 및 기타 글로벌 시장에는 자체 칩셋인 엑시노스 2600을 교차 탑재하는 것이 현재 계획"이라며 "단, 고성능이 요구되는 울트라 모델은 전량 퀄컴 칩셋을 탑재하는 방향으로 준비 중"이라고 설명했다. 앞서 삼성전자는 분기보고서를 통해 "상반기에는 3나노, 하반기에는 2나노 모바일향 제품을 양산해 신규 출하할 예정"이라고 밝힌 바 있다. 갤럭시 S25 울트라. [사진=삼성전자] Z 폴드7과 S26 시리즈의 칩셋 탑재 방식 차이는 제품 포지셔닝에 따른 것이다. 폴드 시리즈는 플립 보다 상위 라인업으로 분류돼 퀄컴 칩셋을 적용하고, 유럽 등에서는 엑시노스를 투입해 성능을 검증하는 방식을 채택했다. 울트라 모델의 경우 상위 기종인 만큼 지역에 관계없이 퀄컴 칩셋을 탑재하는 것으로 해석된다. 삼성이 엑시노스를 자사 제품에 탑재하는 것은 시스템LSI와 파운드리 사업부 실적 정상화 측면에서 의미가 있다. 올해 1분기 두 사업부는 각각 1조원대 적자를 낸 바 있다. 시스템LSI는 주요 고객사에 플래그십 SoC(System on Chip)를 공급하지 못했고, 파운드리는 계절적 수요 약세와 고객사 재고 조정으로 인한 가동률 정체로 실적이 부진했다. 하지만 자체 칩셋 적용은 내부 수요를 통한 생산 가동률 확보, 공정 검증 및 설계-제조 일원화 구조를 유지하는 효과를 기대할 수 있다. 업계 또 다른 관계자는 "삼성전자는 민감도가 낮은 시장을 중심으로 엑시노스 경쟁력을 확보하며 중장기적으로 점유율을 확대하는 전략을 추진하는 것으로 관측된다"며 "엑시노스의 성공은 사업부 실적은 물론 향후 시장 주도권 확보와도 연결되기 때문에 삼성 입장에선 중요한 문제"라고 말했다. 삼성전자 측은 엑시노스 탑재와 관련해 "고객사와 관련된 내용은 확인이 어렵다"고 답변했다. aykim@newspim.com 2025-05-21 14:00