양자 컴퓨팅 아이온큐·구글·IBM·엔비디아 4파전 격화… 양자 패권 실용화 승부수

2025년은 인류가 양자역학의 신비에 도전한 이래, 이론적 가능성을 넘어 실질적인 ‘양자 시스템’ 구축에 성공한 역사적인 해로 기록될 전망이다.
큐비트 충실도의 기록적 경신, 오류 수정 방식의 혁명, 그리고 고전 슈퍼컴퓨팅과의 통합 가속화까지, 양자 기술은 이제 실험실을 벗어나 산업 재편의 핵심 동력으로 부상했다.

특히 아이온큐(IONQ), 구글(Google), IBM, 엔비디아(NVIDIA) 등 4대 거물들이 각기 다른 기술적 강점을 앞세워 ‘양자 패권’을 향한 사각 링 위에서 격돌하고 있다.

24일(현지시각) 양자 컴퓨팅 전문매체 퀀텀 자이트가이스트가 2025년 양자 컴퓨팅 시장을 결산했다.

올해 가장 눈부신 성장을 보인 곳은 아이온큐다. 아이온큐는 3분기 매출이 전년 대비 222% 폭증한 3,990만 달러를 기록하며 시장의 기대를 뛰어넘었다. 특히 레이저 대신 정밀 전자 장치를 활용한 제어 기술로 2큐비트 게이트 충실도 99.99%라는 세계 신기록을 달성, 오류 수정의 효율성을 극대화했다는 평가를 받는다.

국내에서도 한국과학기술정보연구원(KISTI)에 100큐비트급 ‘템포(Tempo)’ 도입이 결정되며 영향력을 확대하고 있다.


전통의 강자 구글과 IBM은 초전도 큐비트 방식을 고도화하며 내결함성(Fault-tolerant) 컴퓨팅에 바짝 다가섰다.
구글: 신형 칩 ‘윌로우(Willow)’와 ‘양자 에코’ 알고리즘을 통해 기존 슈퍼컴퓨터 대비 1만 3,000배 빠른 연산을 시연하며 검증 가능한 양자 우위를 재확인했다.

IBM: 156큐비트 프로세서에서 오류 학습 모델을 구현했으며, 2029년 상용화를 목표로 한 모듈형 오류 수정 시스템 ‘스타링(Starling)’ 구축에 박차를 가하고 있다. 특히 AMD와 협력해 표준 칩에서의 오류 수정 알고리즘 작동을 입증하며 대중화 발판을 마련했다.


엔비디아는 직접적인 큐비트 경쟁보다는 ‘양자-고전 하이브리드’ 생태계 장악에 집중하고 있다. 전 세계 주요 슈퍼컴퓨팅 센터에 채택된 ‘NVQLink’를 통해 양자 프로세서와 GPU를 원활하게 통합했다. 젠슨 황 최고경영자(CEO)는 양자 기술이 ‘변곡점’에 도달했음을 선언하며, AI 인프라 붐을 양자 영역으로 확장하고 있다.

기술 발전 속도가 빨라지면서 경고의 목소리도 커지고 있다. 구글 연구진은 최적화된 오류 수정 기술을 적용할 경우, 100만 큐비트만으로도 RSA-2048 암호를 일주일 안에 해독할 수 있다는 분석을 내놨다. 이는 양자 후 암호(PQC)로의 전환이 시급함을 시사하며, 단순한 기술 경쟁을 넘어 국가 안보 차원의 전략적 중요성을 부각시키고 있다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com