[양자 혁명] '꿈의 기술' 현실로 ① 큐비트의 마법 풀린다

기사입력 : 2025년03월05일 14:23

최종수정 : 2025년03월05일 14:30

중첩·간섭·얽힘·비일관성이란
기존 컴퓨팅과 뭐가 다른가
이르면 2035년 본격화

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[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 꿈의 기술로 통하는 양자 컴퓨팅 시대가 이르면 10년 뒤 본격 개막할 전망이다. 빅테크를 중심으로 관련 기술을 선점하려는 경쟁이 뜨겁게 달아오른 가운데 투자자들의 관심도 고조되는 모습이다.

인터넷과 디지털 컴퓨팅이 지난 수 십년간 세상을 크게 바꿔 놓은 데 이어 양자 혁신은 전혀 새로운 차원의 세상을 열어 놓을 것으로 기대를 모은다.

신약 개발부터 지구온난화에 대한 대처까지 빛의 속도로 작동하는 양자 컴퓨팅 기술이 해법을 제시할 것이라는 전망이다. 인공지능(AI) 기술 역시 양자 컴퓨팅과 접목할 때 개발 속도와 폭이 한층 확대될 수 있다고 업계 전문가들은 말한다.

양자는 컴퓨팅 원리에 대한 접근부터 기존의 기술과는 다르다. 기존의 컴퓨터와 스마트폰은 0과 1이라는 두 가지 숫자만 사용한다. 이를 비트(bit)라고 지칭한다. 말하자면, 전기 스위치가 켜져 있거나(1) 꺼져 있는(0) 상태라는 얘기다.

문자나 사진, 동영상 등 현대인이 사용하는 모든 정보는 0과 1의 조합으로 처리, 저장되는데, 컴퓨터가 연산을 할 때 0과 1로 된 정보를 하나씩 차례대로 처리한다. 길게 줄을 서서 한 명씩 차례대로 티켓을 구매하는 것과 같은 형태다.

양자 컴퓨팅의 근간이 되는 큐비트(qubit, 양자를 의미하는 quantum과 bit의 합성어)는 다르다. 기존의 컴퓨터에서 비트가 0 또는 1 중 하나만 될 수 있다면 큐비트는 0과 1을 동시에 가질 수 있다. 이를 중첩(superposition)이라고 한다.

과학자들은 비트와 상이한 큐비트의 중첩이라는 원리를 흔히 동전으로 설명한다. 동전을 던져서 앞면이나 뒷면이 나올 때까지 결과를 기다리는 것이 전통적인 컴퓨팅이라면 양자 컴퓨팅은 동전이 바닥에 떨어지지 않고 공중에서 빙글빙글 돌고 있는 상태를 사용한다는 얘기다.

중첩 이외에 얽힘(entanglement)과 비일관성(decoherence), 간섭(interference)이 큐비트의 핵심 원리에 해당한다.

이 같은 원리 때문에 양자 컴퓨팅은 정보를 하나씩 차례대로 처리하는 기존의 컴퓨팅과 달리 여러 가지를 동시에 처리해 낸다.

미로를 풀 때 전통적인 컴퓨터가 하나씩 차례대로 길을 택해 출구를 찾는 반면 양자 컴퓨팅은 모든 길을 동시에 탐색할 수 있다.

기존의 컴퓨터는 상대적으로 '직설적'이다. 한정된 데이터 값의 입력으로 작동하고, 알고리즘을 이용해 해답을 제시한다. 이 때 입력값을 암호화 하는 비트는 서로 정보를 공유하지 않는다.

퀀텀 컴퓨팅의 차이는 데이터가 큐비트로 입력되는데 큐비트가 상호 작용한다는 점이다. 이를 통해 다수의 연산을 동시에 처리할 수 있다.

양자 혁신이 완성되면 수 천년 걸리는 연산을 단 몇 초 만에 처리해 낼 수 있다는 주장이 설득력을 얻는 이유다.

빛의 속도만으로도 양자 컴퓨터의 강점이 부각되지만 이것이 전부가 아니다. 기존의 컴퓨터가 한 가지 답을 제시하는 반면 양자 컴퓨터는 해답이 될 수 있는 범주를 제시한다.

이는 모든 사안에 양자 컴퓨터를 도입할 필요는 없다는 의미로 풀이된다. 양자 컴퓨팅 시대가 본격화 되더라도 제한된 영역 안에서 연산이 필요한 경우에 대해서는 전통적인 컴퓨터가 계속 사용될 것이라는 얘기다.

모든 산업은 궁극적으로 최적화에 이르기 위한 솔루션을 찾고, 최적화 상태에 의존하기도 한다. 가령, 택배 업체는 시간과 에너지를 절약하면서 최상의 서비스를 제공하기 위한 노선을 찾아야 하고, 제조 업체들은 특정 형태의 기계를 어디에 도입해야 하는지 고민한다.

전통적인 형태의 컴퓨팅을 이용할 때 기업들은 연산을 하나씩 차례대로 수행하면서 최적화를 찾아내는데 이 과정에 적지 않은 시간과 비용이 발생한다.

반면 큐비트를 앞세운 양자 컴퓨팅 세계에서는 중첩과 얽힘, 간섭, 비일관성 등 핵심 원리로 인해 다수의 연산을 동시에 실행할 수 있기 때문에 최적의 해법을 찾아내는 데 시간과 비용을 크게 절약할 수 있다.

큐비트라는 마법을 풀어내려는 도전은 빅테크를 중심으로 가속화되는 모양새다. 구글과 마이크로소프트(MSFT), 아마존(AMZN), IBM(IBM) 등을 포함한 IT 공룡 업체부터 리게티 컴퓨팅과 아이온큐 등 중소 업체들까지 관련 기술 개발에 공격적으로 뛰어들었다.

업계 전문가들은 양자 기술 개발의 현황에 대해 과거 1950년대 초기 컴퓨터와 흡사한 단계라고 설명한다. 당시 컴퓨터는 방 하나를 모두 차지할 정도로 크지만 작업의 영역은 제한적이었다. 현재 양자 컴퓨팅 역시 영하 273도에 가까운 극저온의 특수 환경에서만 작동하고, 적지 않은 오류가 발생한다.

맥킨지가 IT 업계 경영진과 과학자, 투자자를 대상으로 실시한 조사에서 72%가 양자 컴퓨팅 시대의 본격화 시기를 2035년으로 예상했다. 나머지 28%는 2030년으로 전망했다.

앞으로 10~15년 사이에 전혀 새로운 차원의 컴퓨팅이 금융과 의학, 군사, 환경 등 각 분야에 본격적으로 도입될 것이라는 얘기다.

보다 세부적으로는 5년 이내의 단기 변화와 5~10년 사이의 중기 변화, 10~20년의 장기 변화로 구분할 수 있다고 업계 전문가들은 말한다.

이미 클라우드를 통해 연구자들이 양자 컴퓨팅에 접근하라 수 있고, 제약사를 포함해 일부 업계가 이를 활용하기 시작했다.

이들을 필두로 앞으로 5년 이내에 양자 컴퓨팅을 근간으로 한 단기적인 변화가 가시화될 수 있다는 전망이다.

중기적으로는 금융과 물류, 에너지 분야에서 특정 문제를 해결하는 데 양자 컴퓨팅이 사용될 가능성이 높다고 업계 전문가들은 말한다.

마지막, 10~20년에 걸친 장기적인 측면에서는 보다 강력하고 안정적인 양자 컴퓨팅이 개발돼 광범위한 분야에서 말 그대로 혁신적인 변화가 전개될 것이라고 석학들은 기대한다.

일부에서는 전통적인 형태의 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅을 접목해 시너지 효과를 극대화하는 방향으로 미래 IT 기술이 발전할 가능성도 열려 있다고 주장한다.

양자 컴퓨팅 혁신이 기존의 컴퓨터를 모두 대체하거나 퇴출시키지는 않을 것이라는 얘기다. 각 산업이나 업무의 특성에 따라 양자 컴퓨팅의 도입으로 한 단계 도약할 수도 있고, 이메일 확인이나 동영상 시청 등 일상적인 작업의 경우 전통적인 형태의 컴퓨팅이 지속적으로 적용될 것이라는 설명이다.

shhwang@newspim.com

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알파벳 '100년물 채권'에 거품 경고 [뉴욕=뉴스핌] 김민정 특파원 = 인공지능(AI) 인프라 구축을 위해 막대한 자금을 쏟아붓고 있는 알파벳이 영국 시장에서 발행한 100년 만기 회사채가 폭발적인 인기를 끌었다. 하지만 월가 전략가들은 이를 두고 "신용 시장의 사이클 후반부 과열을 보여주는 최신 신호"라며 경고의 목소리를 높였다. 12일(현지시간) 블룸버그통신과 CNBC에 따르면 알파벳은 지난 10일 영국 파운드화 채권 시장에서 10억파운드 규모(1조9600억 원)의 100년 만기 채권을 발행했다. 이는 알파벳의 첫 파운드화 표시 채권이자 총 200억달러 규모의 다중 통화 자금 조달 계획의 일부다. 이번 100년물 채권에는 발행 규모의 약 10배에 달하는 주문이 몰렸으며 발행 금리는 영국 국채 10년물보다 120bp(1.20%포인트) 높은 수준에서 결정됐다. 알파벳은 지난주 올해 자본지출 규모가 1850억달러에 달할 것으로 예상된다고 밝혔다. 경쟁사인 오라클과 아마존 마이크로소프트 등도 인프라 지출을 늘리고 있어 빅테크 기업들의 총부채 발행 규모는 향후 5년간 3조달러에 이를 것으로 전망된다. 윈드 시프트 캐피털의 빌 블레인 최고경영자(CEO)는 이번 거래가 AI 확장을 위해 공공 및 민간 시장에서 조달되고 있는 부채가 역사적인 규모를 벗어난 수준임을 반영한다고 지적했다. 블레인 CEO는 CNBC와의 인터뷰에서 "적당히 높은 쿠폰(금리)의 100년 만기 채권을 팔 기회를 포착한 점에 대해서는 그들에게 온전한 공로를 인정한다"며 "그들은 영국 보험사와 연기금들이 부채를 충당하기 위해 원했던 수요를 명확히 파악했다"고 말했다. 알파벳.[사진=로이터 뉴스핌] 2026.02.13 mj72284@newspim.com 하지만 그는 이번 100년물 발행이 시장 거품의 증거라고 강조했다. 블레인 CEO는 "나는 100년 만기 채권이 나온다는 사실 자체가 그보다 더 거품일 수는 없다고 생각한다"며 "만약 당신이 고점의 신호를 찾고 있다면 비록 그것이 훌륭하게 실행된 거래일지라도 그것은 절대적으로 고점의 신호처럼 보인다"고 직격탄을 날렸다. 이어 블레인 CEO는 "AI 하이퍼스케일러들의 '부채 축제'의 엄청난 규모에 대한 요점은 과거 내가 보았던 수많은 상황들을 떠올리게 한다"며 "특히 시장이 하나의 테마를 잡고 그들이 무엇을 사고 있는지 정말로 이해하지 못한 채 극단으로 치닫는 상황 말이다"라고 비판했다. 전문가들은 알파벳의 이번 움직임이 자금 조달 다각화 차원이라고 분석하면서도 리스크를 우려했다. 페더레이티드 헤르메스의 나추 초칼링엄 런던 크레딧 책임자는 "알파벳이 AI 자본지출(CAPEX)을 자금 조달하기 위해 시장의 맨 끝단(초장기물)에서 파운드화 발행을 준비한 것은 흥미롭다"며 "그들은 보험사와 연기금 수요를 활용하고 미국 달러 시장의 과포화를 피하기 위해 자금 조달원을 다각화하려는 것"이라고 설명했다. 프리미어 미튼의 사이먼 프라이어 채권 펀드 매니저는 100년물 발행이 여전히 "검증되지 않은 바다"라고 경고했다. 프라이어 매니저는 "구매자들은 기술 기업들이 주식 시장에서 사상 최고치를 기록하고 있고 업계의 본질이 끊임없이 진화하고 있음에도 불구하고 혼란스러운 글로벌 및 현지 정치 환경 속에서 6%를 조금 넘는 수익률에 자금을 묶어두게 될 것"이라고 지적했다. 무지니치앤코의 타티아나 그레일 카스트로 공공시장 공동 대표는 이번 발행이 투자자들의 '믿음'에 기반하고 있다고 봤다. 그는 "당신은 그 회사가 향후 100년 동안 이자를 지급하기 위해 존재할 것이라는 점에 올라타는 것"이라며 "이건 매우 드문 일이며 심지어 정부들도 100년 만기 부채를 잘 발행하지 않는다"고 말했다. 영화 '빅쇼트'의 실제 인물로 알려진 마이클 버리도 알파벳의 100년물 채권 발행에 우려를 표시했다. 버리는 소셜미디어 엑스(X, 옛 트위터)에 "알파벳이 100년 만기 채권 발행을 모색하고 있다"며 "이런 일이 마지막으로 있었던 것은 1997년의 모토롤라였는데 그해는 모토롤라가 거물(big deal)로 여겨졌던 마지막 해였다"고 지적했다. 그러면서 "1997년 초 모토롤라는 미국에서 시가총액 상위 25위이자 매출 상위 25위 기업이었다"며 "오늘날 모토롤라는 매출 110억달러에 불과한 시가총액 232위 기업"이라고 덧붙였다. mj72284@newspim.com 2026-02-13 03:24