양자컴퓨터는 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘는 계산 능력을 가진 컴퓨터입니다. 현재 IBM이 선두주자로 양자컴퓨터가 어떤 것인지를 인터넷을 통해서 체험할 수 있게 만들었습니다. 구글, 인텔, 마이크로소프트 등 거대 IT 기업도 연구 개발에 합류한 상태입니다. 구글, 인텔, 마이크로소프트 등 거대 IT 기업도 연구 개발에 합류한 상태입니다. 만약 개발이 완료되면 공학, 과학, 수학 심지어 우리들의 생활에까지 그동안 경험하지 못한 신세계가 열리게 될 것입니다.
현재 디지털 컴퓨터가 0과 1이라는 두 가지 상태로 정보를 구분한다면, 양자컴퓨터는 0과 1이 동시에 존재하는 양자 상태도 정보로 처리할 수 있습니다. 0과 1의 정보를 다루는 양자 소재를 큐빗(Qubit) 이라고 부릅니다. 이 큐빗의 개수가 많을수록 양자컴퓨터 성능이 기하학적으로 상승합니다.
IBM이 개발 중인 50큐빗 양자컴퓨터는 현재 컴퓨터가 10억 년 걸려서 풀 문제를 단 100초 만에 풀 수 있습니다. 또한 일반 컴퓨터 한 대로 약 5년 걸리는 1비트코인 채굴도 순식간에 할 수 있습니다. 현재 모든 금융 거래, 전자 상거래, 암호 통신이 해독될 수도 있습니다. 다행히 양자컴퓨터의 등장으로 우리는 새로운 시대에 한발 다가갈 수 있습니다.
뛰어난 성능을 자랑하는 양자컴퓨터 시장 역시 빠르게 성장할 것입니다. 홈랜드 시큐리티 리서치(Homeland Security Research)에 따르면 양자 컴퓨터의 세계 시장은 2024년 11조 원 규모를 넘어설 것이라고 전망했습니다. 기술이 놀라운 속도로 향상되고 있기 때문에 2019년부터 6년간 성장률이 연평균 24.6% 것이라고 전망했습니다. 또한 2024년 양자컴퓨터 제품 및 서비스 시장 역시 9조3,000억 원에 이를 것이라고 했습니다.
양자컴퓨터로 기존 컴퓨터에서 풀 수 없었던 복잡한 문제들을 해결할 수 있을 것입니다. 하지만 상용화 단계까지는 아직 많은 장애물이 있습니다. 양자컴퓨터를 사용하기 위해서는 적당한 온도가 유지되어야 합니다. 현재 IBM은 0.015K(-273.135도)까지 온도를 낮춰 사용할 수 있게끔 만들었습니다. 이 때문에 실제 양자컴퓨터는 크기가 큽니다. 우리가 들고 다닐 수 있을 만큼 작아지기까지는 많은 시간이 걸릴 것입니다.
양자컴퓨터가 획기적인 상품인 만큼 선진국들의 기술개발 경쟁이 치열합니다. 그중 IBM, 구글 등을 앞세운 미국이 선두주자입니다. 미국 정부는 1990년대의 양자컴퓨터 기초 이론을 연구하였고, 2009년부터 양자컴퓨터 응용이 가능하도록 목적을 가지고 기술개발을 해왔습니다. 2019년부터 4년간 우리나라 돈 1조 2,000억 원을 투입해 양자컴퓨터 시스템 개발, 산업화와 산업 인력 양성을 지원합니다. 미국은 ‘새로운 우주 경쟁’으로 생각하고 있으며 산업화와 군사 목적으로 사용하기 위해서 개발하고 있습니다.
중국은 시진핑 주석이 신년사를 통해서 양자컴퓨터 자체 개발 성과를 언급할 정도로 관심을 보이고 있습니다. 2011년부터 국가 과학 기술 혁신 계획에 따라 프로젝트를 추진했습니다. 현재 안후이성 허페이에 양자 정보 과학용 실험실을 짓고 있습니다. 2020년에 완공될 예정인데 투자비만 100억 달러에 달할 정도입니다.