퀀텀의 시대

퀀텀의 시대 - 인류 문명을 바꿀 양자컴퓨터의 미래와 현재
이순칠 지음 / 해나무 / 2025년 10월

대체 양자가 뭐야?

미국 주식인 IONQ가 신나게 오를 때 단순히 밈주식인가?라는 생각을 했다. 아이온큐가 사실 매출액은 한국에서 볼 때 그냥 프랜차이즈 하나 수준인 상태인데 시가총액이 저렇게 높을 수가 있나? 싶기는 했는데, 점점 가격은 올라가고 성과가 조금씩 보이기 시작하면서 지금 당장 AI 등과 같이 눈에 확 띄지는 않지만 향후에는 세상이 바꿀 수 있는 하나의 요건이 될 수 있다는 생각이 들었다. 그런데 대체 양자가 뭐길래 이렇게 난리일까? 우리가 사용하는 컴퓨터는 사실 충분히 빠르다고 생각을 할 수 있지만 100년 이상 소요가 되는 문제를 풀기에는 무리가 따른다. 말 그대로 한계치가 있다는 것이다. 그런데 양자컴퓨터의 경우 그러한 한계를 쉽게 극복할 수 있다고 하는데 가능한 이유는 바로 '열'을 제어할 수 있기 때문이다.

우리가 사용하는 반도체는 결국 열과의 싸움이다.

HBM이나 V-NAND 등은 메모리 반도체이다. 최근 이슈화 되는 이유는 그간 GPU/CPU의 성장 속도가 가파랐기 때문에 상대적으로 메모리 반도체의 속도는 그리 중요하지 않았지만 이제는 전송되는 손실 그 자체에 문제가 발생되는 상황이 되어(더욱더 나노시대로 가기 때문에) 메모리 반도체도 속도가 빨라야 하고 심지어 그간 하지 않았던 연산도 들어가야 하는 상황이 되었다. 전체적으로 연산이 많아지면 어쩔 수 없이 온도가 높아진다. 사이즈를 무한정 늘리면 해결할 수 있지만 공간이라는 것에 한계가 있다. 결국 일정 사이즈 안에 집적도가 높아지면 온도는 올라가고 성능은 떨어진다. 그것을 해결하기 위해서 액침공정 등을 활용하고자 하나 결국 향후에는 해결 방안은 양자이다. 

왜 해결방안이냐고?

쉽게 말해 '무한 동력' 같은 효과를 갖기 때문이다(그렇다고 손실이 전혀 없을 수는 없다' 책에서 나오는 것과 같이 닿지 않고 무한히 회전할 수 있다면 동력을 굳이 더 다른 곳에서 가져올 필요가 없다는 결과가 된다. 흔히 양자의 발전은 비트코인 등과 같은 가상화폐시장 자체를 없앨 수 있다는 이야기가 나오는 것이 바로 이런 이유이다. 몇 백 년에 걸려도 풀 수 없는 암호라고 하지만 그 몇 백 년을 몇 시간으로 줄여버릴 수 있다면 '너무나 쉽게 풀 수 있는 암호'가 되어버린다는 의미이다. 물론 이 책을 보고 지금 가상화폐 시장이 회의적이라고 하는 것은 다소 오류가 있다. 아무리 빨리 되더라도 2035년 이후에나 시작이 가능하다고 하는데 지금부터 걱정하는 것은 다소 오버스럽지 않은가?

선진국에서 시도하는 이유가 있다.

중국이나 미국, 스위스 등에서 이런 것을 하는 이유는 과거 전쟁을 직접 경험해 본, 그리고 승리를 하거나 큰 패배를 당해본 당사자라는 것이다. 특히 독일과의 세계 2차 대전 때 영국의 처칠은 한 도시가 공격을 당한다는 것을 알고도 더 큰 승리를 위해(독일군이 영국군에게 암호가 해독 당했다는 사실을 인지하지 못하기 위해) 도시를 버렸다는 일화가 있을 정도이다. 결과적으로 연합국이 승리한 이유는 연합국이 더 많은 돈과 시간 그리고 병력을 가지고 있어서 그런 것이 아니라 독일군이 움직이는 경로를 미리 파악당했기 때문이라는 것이 정설이다. 결과적으로 '정보'가 바로 승패를 좌우하는 것을 알기에 이러한 것을 먼저 선점하고자 하는 것이다.

'지금 우리 문명은 두 번째 도약의 문턱에 와 있다'

책의 뒷면에 있는 한 줄이다. 개인적으로 참 마음에 와 닿는 문구이다. 아이폰이 사람들을 스마트폰의 세상으로 끌어들였다고 한다면 AI는 업무의 '변화'를 만들어 낸 기술이며 양자의 경우 우리가 걱정하는 에너지원의 고갈이라는 것에 대해서 그리고 시간이 무한정 필요한 사안에 대해서 해결이 가능한 기술이라고 생각이 된다. 그래서 우리는 두 번째 도약이라는 거창한 단어를 써 가면서 변화의 문턱에 와 있다. 한국은 과연 지금 어떤 포지션을 취해야 할까? 미국 중국에서 하는 것을 그저 바라만 보고 있어야 할까, 아니면 지금 당장 성과가 없더라도 돈을 투자해야 하는 것일까? 어쩌면 우리는 지금 그 갈림길에 서 있는지도 모르겠다. 

- 출판사로부터 제공받아 주관적인 시각으로 작성하였습니다.