양자역학과 양자컴퓨터

1. 양자역학의 개념 
 

양자역학(量子力學,  quantum mechanics, quantum physics, quantum theory)은 분자, 원자, 기본 입자 등 
(전자, 소립자 원자핵 등) 미시적인 계의 현상을 다루는 즉, 물리계의 아주 작은 입자들을 연구하는 물리학의 분야이다.
 
또는 아원자 입자 및 입자 집단을 다루는 현대 물리학의 기초 이론이다. '아무리 기이하고 터무니없는 사건이라 해도,
발생 확률이 0이 아닌 이상 반드시 일어난다'(Anything that is possible will happen)는 물리학적 아이디어에 기초한다.
 
양자역학의 양자는 물리량에 기본 단위가 있으며, 그 기본 단위에 정수배만 존재한다는 뜻을 담고 있다.
현대 물리학의 기초인 양자역학은 컴퓨터의 주요 부품인 반도체의 원리를 설명해 주고,
"물질의 운동이 본질적으로 비결정론적인가?"
라는 의문을 제기하며 독일어 'Quantenmechanik(퀀텐메카닉)'이 영어 'Quantum mechanics'로 번역되었고 일본에서 이를‘量子力學(료오시리키가쿠)’라 번역했는데 이것이 한국에 그대로 들어와 ‘양자역학'이라 부르게 되었다.
 
양자(量子)’로 번역된 영어의 quantum은 양을 의미하는 quantity에서 온 말로, 무엇인가 띄엄띄엄 떨어진 양으로 있는 것을 가리키는 말이다. ‘역학(力學)’은 말 그대로는 ‘힘의 학문’이지만, 실제로는 ‘이러저러한 힘을 받는 물체가 어떤 운동을 하게 되는지 밝히는 물리학의 한 이론’이라고 할 수 있다. 간단히 말해 ‘힘과 운동’의 이론이다. 이렇듯 양자역학이란 띄엄띄엄 떨어진 양으로 있는 것이 이러저러한 힘을 받으면 어떤 운동을 하게 되는지 밝히는 이론이라고 할 수 있다.
 
즉, 믾은 전문가들이 어렵게만 설명하고 있어 보통의 식자들에게는 이해하기가 난해하지만 
물질의 최소단위인 원자내의 전자가 외부의 어떤 응력에 대하여 입자로서 또는 파동으로서 어떤 움직임을 보이는지를 연구하여 우리의 실생활 기기들에 접목하려는 학문으로 이해하면 좋겠습니다.(대표적으로 컴퓨터가 되겠지만)
 
2. 양자역학과 컴퓨터  
 
양자 컴퓨터(quantum computer 문화어: 량자 콤퓨터)는 얽힘(entanglement)이나 중첩(superposition) 같은 양자역학적인 현상을 활용하여 자료를 처리하는 계산 기계이다. 또한 그러한 방법을 '양자 컴퓨팅'(quantum computing)이라고도 한다.
양자 컴퓨팅은 컴퓨터 과학, 물리학, 수학의 여러 측면으로 이루어진 종합적 분야로서 양자역학을 활용해 기존의 컴퓨터보다 빠르게 복잡한 문제를 해결할 수 있다.
고전적인(전통적인) 컴퓨터에서 자료의 양은 비트로 측정된다. 양자 컴퓨터에서 자료의 양은 큐비트로 측정된다. 양자 계산의 기본적인 원칙은 입자의 양자적 특성이 자료를 나타내고 구조화할 수 있다는 것과 양자적 메카니즘이 고안되어 이러한 자료들에 대한 연산을 수행할 수 있도록 만들어질 수 있다는 것에 기인한다. 양자 컴퓨팅이 여전히 실험적인 초기단계에 머물러있지만, 매우 작은 수의 큐비트를 가지고 양자 수치 계산이 수행되는지에 관한 연구들이 행해져 왔다.
양자 정보 통신은 정보 사회의 패러다임을 바꿀 신기술로 여겨졌다.양자 정보 통신을 활용한 양자 컴퓨터는 한 개의 처리 장치에서 여러 계산을 동시에 처리할 수 있어 정보처리량과 속도가 지금까지의 컴퓨터에 비해 뛰어나다. 하지만 정보 교환을 위해 발생하는 양자 얽힘(quantum entanglement)에 큰 비용이 드는 단점이 있어 양자 정보 통신에서 필수적이지만 비용이 많이 발생하는 얽힘을 가능한 한 줄이고 부정보(side information)를 활용해 정보를 교환하는 방식이 개발되었다.

 

3. 양자역학 관련기업
 
올 한 해 전체 시장을 지배한 키워드가 AI였다면 하반기 주목 받았던 키워드는 역시 양자컴퓨터일 것이다.
양자 컴퓨터는 0과 1만 사용하는 기존 컴퓨터와 달리, 큐빗(Qubit)을 활용해 동시에 여러 상태를 처리할 수 있는 컴퓨터이다. 양자역학의 원리를 기반으로 작동하며, 빠른 계산이 필요한 암호 해독, 약물 개발, 금융 최적화, 물류 계획 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 기술이다. 아직 초기 단계로 안정성과 비용 문제를 해결해야 하지만, 기존 컴퓨터로 풀 수 없는 문제를 해결할 잠재력을 가지고 있는 기술이다
구글 (NASDAQ:GOOGL)이 새로운 양자컴퓨터 ‘윌로우(Willow)’를 개발한 것을 비롯하여, IBM (NYSE:IBM), 아마존
(NASDAQ:AMZN),엔비디아 (NASDAQ:NVDA) 등 미국 빅테크 기업들이 양자컴퓨터 투자에 나서고 있다. 이는 AI 시장이
성장함에 따라 막대한 계산량을 처리할 수 있는 양자컴퓨팅 기술의 발전이 필수적이라는 인식에서 비롯된 움직임이다.
이에 따라 관련 기업들, 아이온큐, 리게티컴퓨터 등이 시장의 주목을 받았다. 2025년에도 이러한 흐름이 지속될 수 있을 지,양자 컴퓨터 관련 주요 종목들을 함께 살펴보고자 한다.
 
아이온큐(IONQ
아이온큐(NYSE:IONQ)는 2015년에 설립된 양자컴퓨팅 선두 기업으로, 트랩드 이온 기술을 기반으로 높은 정밀도와 확장
성을 가진 양자컴퓨터를 개발하는 회사이다. 아이온큐는 Amazon AWS, Microsoft Azure, Google Cloud 등 주요 클라우드
플랫폼과 파트너십을 맺어 클라우드 기반의 양자컴퓨팅 서비스를 제공하며, 금융, 헬스케어, 물류, 인공지능 등 다양한 산
업 분야에서 활용 가능한 솔루션을 제공하고 있다. 2021년 SPAC 합병을 통해 상장되었으며, 큐빗 수와 시스템 성능의 대
규모 확장을 계획하며, 양자컴퓨팅을 혁신적인 도구로 발전시켜 과학, 기술, 비즈니스 분야에서 새로운 가능성을 열어가는 
것을 목표로 하고 있다
아이온큐는 지난 3개월간 6불대에서 최고점 54불까지 상승하여 1,000% 가까이 급등하며 시장의 주목을 받았지만, 최근 30불대까지 떨어져 급락세를 보이고 있는바 매우 변동성이 높아 급등락을 반복하고 있음을 유의해야 한다.
 
리게티 컴퓨팅 (Rigetti Computing)
리게티 컴퓨팅(NASDAQ:RGTI)은 2013년에 설립되어 캘리포니아주 버클리에 본사를 둔 양자컴퓨팅 선도 기업으로, 초전
도 큐빗 기술을 기반으로 양자 프로세서를 개발하고 있다. 이 회사는 Rigetti Quantum Cloud Services (QCS)라는 클라우드
플랫폼을 통해 양자 및 클래식 컴퓨팅을 결합한 서비스를 제공하며, 금융, 헬스케어, 물류, 인공지능 등 다양한 산업 분야에
서 활용될 수 있는 양자컴퓨팅 솔루션을 개발하고 있다.
Rigetti는 2022년 SPAC 합병을 통해 상장했으며, 지속적으로 큐빗 수와 성능을 개선하며 양자컴퓨팅 기술을 실용화하는
데 주력하고 있다. IBM, 구글 등 경쟁사와 비교해 하드웨어와 소프트웨어를 통합한 하이브리드 솔루션을 제공하며, 복잡
한 문제를 해결할 수 있는 혁신적인 기술을 통해 산업 전반에 변화를 가져오는 것을 목표로 하고 있다.
리게티 컴퓨팅은 최근 3달간 1불대에서 최고점 21불까지 2,000% 이상 급등하며 투자자들의 관심을 한몸에 받았지만 최근 10불대로 50%이상 하락하여 주가 뱐동성이 매우 크기 때문에 투자 시 매우 유의해야 한다
리게티 컴퓨팅 또한 재무건전성이 평균 이하로 가격 모멘텀을 제외하고 양호한 분야가 없어 투자시 유의가 필요하다.
 
디웨이브 퀀텀 (D-Wave Quantum Inc.)
디웨이브 퀀텀 (NYSE:QBTS)은 양자컴퓨팅 선도 기업 중 하나로, 세계 최초로 상용 양자컴퓨터를 개발한 회사이다. 주로
양자 어닐링(Quantum Annealing) 기술을 활용하며, 이는 조합 최적화 문제를 해결하는 데 최적화된 방식이다. 대표 제품으
로는 5,000개 이상의 큐빗을 보유한 Advantage™ Quantum System이 있으며, 이를 기반으로 금융, 물류, 제조, AI 등 다양
한 산업 분야에서 문제를 해결하고 있다. 디웨이브 퀀텀 역시 양자컴퓨터가 주목받으며 최근 3달간 1불대에서 11불대까지 상승하여 1,000%이상 상승하였지만 최근 5불대로 하락하여 50%이상 급락현상을 보이고 있다.
특히 유의해야 할 것은 현재 해당 기업의 재무건전성이 최하점을 기록하고 있다는 점이다.
 
퀀텀 컴퓨팅 (Quantum Computing)
퀀텀 컴퓨팅 (NASDAQ:QUBT)은 통합 광전자 기반의 양자컴퓨팅 시스템을 개발하는 기술 기업으로, 상온에서 작동하며
비용 효율적이고 실용적인 양자 솔루션을 제공하는 데 중점을 두고 있다. 주요 제품으로는 코딩 없이 양자컴퓨팅을 활용할 
수 있는 Qatalyst™ 소프트웨어 플랫폼과 클라우드 및 하이브리드 양자컴퓨팅 서비스가 있다. 이 회사의 기술은 금융, 물류
인공지능, 사이버 보안 등 다양한 산업에서 복잡한 문제를 해결하는 데 활용되며, 양자컴퓨팅을 실질적으로 적용 가능한 기
술로 만들어 산업 전반에 혁신을 가져오는 것을 목표로 하고 있다.
양자컴퓨터의 주목과 함께 퀀텀 컴퓨팅은 최근 3개월간 1불대에서 27불까지 상승하여 무려 2,700%이상 급등하였지만
최근주가는 10불대로 60%이상 하락하였는바 투자에 유의힐 필요가 있을 것으로 판단됩니다.
 
4. 결어 
 
양자컴퓨터는 여러모로 주목을 받고 있지만 관련 기업들의 주가는 여전히 높은 변동성과 불확실성을 수반하고 있다.
아이온큐(IONQ), 리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing), 디웨이브 퀀텀(D-Wave Quantum), 퀀텀 컴퓨팅(Quantum Computing
Inc.)과 같은 주요 기업들은 기술적 선도와 최근 급등세로 주목받았지만, 공통적으로 재무 건전성이 평균 이하로 평가되며
고평가된 상태라는 분석이 주를 이루고 있다.
양자컴퓨팅은 기존 컴퓨터로 해결할 수 없는 문제를 풀 수 있는 잠재력을 지니고 있으며, AI, 금융, 물류 등 다양한 산업에
서 실용화 가능성을 보이고 있다. 하지만 현재는 산업 초기 단계로 기술적 안정성, 비용 문제, 시장 채택 등의 과제를 해결
해야 하는 상황이다. 투자자들은 높은 변동성을 감안하고, 관련 기업의 기술적 진보와 재무 상태를 신중히 분석한 뒤 투자
결정을 내려야 할것으로 판단됩니다.
다만 최근 관련기업 주가기 양자역학의 미래 불확실성괴 기업의 재무불안정 등으로 인해 거의 50% 이상 급락하였는바
트럼프대통령의 20일 취임과 맞물려 새로온 상승국면으로 돌아설 수 있을지 지켜볼 필요가 있을 것으로 판단됩니다.