양자 컴퓨터란? 의미, 작동 원리, 전망, 관련주 총정리

양자 컴퓨터라는 말이 나온 지는 꽤 오래되었지만, 실제로 양자 컴퓨터가 무엇이고 왜 중요한지 이해하는 사람은 별로 없습니다. 이 글에서는 양자 컴퓨터가 무엇이고 어떤 원리인지, 왜 중요한지 살펴봅니다.

 

양자 컴퓨터란?

우선 양자 컴퓨터 혹은 양자 컴퓨팅이 무엇인지 정의해 보겠습니다. 쉽게 말해 양자 컴퓨터는 아원자 입자(subatomic particle), 원자보다 작은 입자들의 기묘하고 놀라운 특징들을 계산에 활용하여 복잡한 문제를 해결할 수 있는 컴퓨터라고 할 수 있습니다.

기존 컴퓨터는 정보를 저장하고 처리하는 데 비트를 사용합니다. 반면 양자 컴퓨터는 동시에 여러 상태로 존재할 수 있는 양자 비트(quantum bits, 큐비트qubits)를 사용하지요. 덕분에 양자 컴퓨터는 특히 대량의 데이터를 처리해야 하는 문제에 있어서 기존 컴퓨터보다 훨씬 더 강력한 능력을 발휘할 수 있습니다.

양자 컴퓨터의 기본 개념은 양자 입자가 동시에 두 곳에 존재할 수 있고, 수백만 킬로미터 떨어진 곳에서도 서로 어떤 원리에 의해 연결되어 있기 때문에 여러 가지 계산을 동시에 수행할 수 있다는 것입니다. 이것이 바로 양자 컴퓨터의 강력한 특징이고, 기존 컴퓨터로는 접근 불가능한 복잡한 문제들을 해결할 수 있게 하는 힘이라고 할 수 있습니다.

 

 

양자 컴퓨터의 원리

그러면 양자 컴퓨터는 정확히 어떻게 동작하는 것일까요?

양자 컴퓨터는 '중첩'이라는 특별한 양자 현상을 통해 계산을 합니다. 중첩될 때 양자 입자는 0과 1 둘 중 한 상태로만 존재하는 것이 아니라 동시에 여러 상태로 존재할 수 있습니다.

또 다른 핵심은 '얽힘'입니다. 양자 얽힘이란 두 개의 양자 입자가 아무리 멀리 떨어져 있더라도 신비한 연결을 유지하는 현상을 말합니다. 한 입자가 변경되면 다른 입자도 물리적인 연결 없이 즉시 변경됩니다. 이 얽힘을 통해 계산하기 때문에 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 동작하는 것입니다. 다만 현재는 이런 기묘한 양자 현상을 완전히 통제할 수 없기 때문에 아직 실현까지는 갈 길이 먼 상태입니다.

양자 컴퓨터가 중요한 이유

• 빅데이터: 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 효율적으로 방대한 양의 데이터를 처리할 수 있는 잠재력이 있습니다. 따라서 빅데이터 분석과 이해 면에서 혁신이 일어나 의학, 금융, 에너지 등 다양한 분야에서 돌파구가 열릴 수 있습니다.
  
  
• 암호화: 양자 컴퓨팅이 실현되면 기존의 여러 암호화 방식이 취약해질 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 다양한 암호를 해독할 수 있을 가능성이 있기 때문입니다. 특히 암호화가 중요한 역할을 하는 비트코인 등 암호화폐의 위험 요인 중 하나로 양자 컴퓨터가 거론되기도 합니다. 현재 많은 전문가가 양자 내성을 가진 새로운 암호화 방법을 개발하기 위해 고심하는 중입니다.
  
  
• 인공지능(AI): 양자 컴퓨터는 대단히 빠르고 효율적으로 계산할 수 있으므로 AI 발전에 핵심적인 역할을 할 수 있습니다.
  
  
• 신약 개발: 신약을 만들려면 수천 가지 성분을 테스트해서 효과적인 화합물을 찾아내는 길고 어렵고 복잡한 과정을 거쳐야 합니다. 양자 컴퓨터는 복잡한 계산을 매우 빠르게 수행하여 이 프로세스를 가속하고, 더 새롭고 효과적인 약물을 다수 개발하는 데 도움을 줄 가능성이 있습니다.

이는 양자 컴퓨터가 세상에 혁신을 가져올 수 있는 다양한 가능성 중 몇 가지 사례에 불과합니다. 아직 양자 컴퓨팅의 현실화까지는 해결해야 할 과제가 많긴 하지만, 잠재적 효과를 생각하면 결코 무시할 수 없는 미래 기술 분야라고 할 수 있습니다.

이 모든 이야기가 너무 부담스럽게 느껴진다면 그냥 이렇게 기억해 두세요. "양자 컴퓨터는 복잡하고 흥미진진한 분야이며, 아직 일반인이 접근하기 어렵지만 계속 주시할 가치가 있다."

양자 컴퓨터 관련주

양자 컴퓨터의 발전에 주목한다면 관련된 기업이나 주식 종목에 흥미가 가는 것도 당연한 일일 것입니다.

실제로 양자 컴퓨터에 관련된 주요 종목들이 있습니다. 몇 가지 대표적인 해외 종목으로는 마이크로소프트($MSFT), 허니웰($HON), IBM($IBM), IonQ($IONQ), 수퍼노바 파트너스 어퀴지션 컴퍼니 II($SNII), 엔비디아($NVDA) 등을 꼽을 수 있습니다.

하지만 양자 컴퓨팅은 아직 실현되지 않았기 때문에 미래를 예측하여 개별 회사를 선택하기란 너무 어렵고 불확실합니다. 이런 경우 양자 컴퓨터 산업 관련 기업만을 포함한 ETF를 매수하는 것도 좋은 선택이 될 수 있습니다.

디파이언스 퀀텀 ETF($QTUM)가 바로 그런 ETF인데요. 2018년 9월에 출시된 이 ETF는 양자 컴퓨터 산업 관련 회사 70여 가지를 모아 한 바구니에 담은 것입니다. 아직 역사가 짧긴 하지만 양자 컴퓨팅 산업 자체에 대한 수동적 포트폴리오 노출을 원한다면 괜찮은 선택지로 볼 수 있습니다. 참고로 이 글을 쓰는 현재 $QTUM의 가격은 45.04달러이고, 수수료는 0.40%입니다.

 

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