I. 기본 개념
양자: 원자 · 전자 등 미시세계의 아주 작은 물질이나 에너지의 단위
- 특징 ①: 본질적으로 여러 가지 상태가 동시에 존재할 수 있음(양자 중첩)
- 특징 ②: 둘 이상의 양자가 서로 멀리 떨어져 있어도 하나처럼 연결되어 상호작용(양자 얽힘)
양자컴퓨터: 기존 컴퓨터에 양자역학 성질을 더해 기능을 향상시킨 컴퓨터
- 기존 컴퓨터의 연산 단위인 비트(Bit) 대신 양자비트(Qubit, 큐비트)를 도입하여 여러 가지 계산을 동시에 수행 가능
- 큐비트: 양자의 중첩과 얽힘 원리를 적용하여 0과 1의 정보를 동시에 갖는 양자컴퓨터의 기본 연산 단위
II. 시장 전망 · 산업별 활용
시장 전망
- 글로벌 양자컴퓨터 시장은 연간 20%씩 성장해 2031년 32조원 도달 전망
- 한국 양자컴퓨터 시장도 연간 20%의 성장률 예상 → 2031년 시장 규모 3,200억원 예상
글로벌 양자컴퓨터 부문별 시장 전망 (단위: 억원)
산업별 활용
- 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터로 해결하기 어려운 문제들을 새로운 방식으로 풀 수 있는 잠재력 보유
- 금융, 의료, 국방 등 산업 전반에 걸친 폭넓은 변화 기대
주요 산업별 양자컴퓨터 활용 분야
금융·리스크 분석 |
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제약·화학·신소재 등 |
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국방·항공우주 |
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에너지·물류·제조 등 |
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머신러닝·AI·빅테이터 |
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사이버보안 |
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Source: 삼일PwC경영연구원
III. 국가별 · 기업별 동향
주요 국가별 동향
- 미국: 빅테크 중심 연구개발로 기술력에서 가장 앞선 선두주자(1,000큐비트 구현)
- 중국: 공공부문 투자규모 최대(2018~2023년 양자연구 사업에 한화 19조원 투입)
- 한국: 20큐비트 양자컴퓨터 개발 성공, 현재 50큐비트 개발 중 → 2035년 상용 양자컴퓨터 출시 목표
국가별 양자컴퓨터 기술수준
주요 기업별 동향
- Google: 슈퍼컴퓨터로 10의 25제곱년 계산할 문제를 몇 분만에 해결 가능한 칩 Willow 발표(2024년)
- Microsoft: 외부 환경적 요인에도 안정성을 강화한 칩 Majorana 1 발표(2025년)
- Amazon: 양자 오류 수정 비용 최대 90% 절감 가능한 칩 Ocelot 발표(2025년)
- 삼성전자: 하드웨어 양자내성암호를 탑재한 보안 칩 개발(2025년)
- SK텔레콤: 양자내성암호를 응용한 하이브리드 암호장비 공개(2024년)
IV. 시사점 및 제언
- 양자컴퓨터 분야는 아직 누구도 결정적 우위를 잡지 못한 태동기 단계
- 후발주자인 한국도 핵심 기술 개발에 집중한다면 선두로 도약할 기회는 충분
- 이를 위해 미국 · 중국에 비해 미미한 국내 양자 전문인력을 확보하고 대규모 R&D 투자와 산학연 협력 필요
주요국(미국 · 중국 · 한국) 양자컴퓨터 산업 수준 비교
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