양자칩 개발 전쟁 가열… 구글·아마존부터 스타트업까지 참전

2025.04.30. 10:03:28

테크크런치(TechCrunch)가 28일(현지 시간) 보도한 내용에 따르면, 구글(Google), 마이크로소프트(Microsoft), IBM, 아마존(Amazon) 같은 거대 기술 기업들이 이 경쟁의 최전선에 서 있지만, 수많은 스타트업들도 양자 시스템의 확장에 필수적인 연결성과 오류 수정과 같은 병목 현상을 해결하며 시장에 도전장을 내밀고 있다. 양자 컴퓨팅은 오랫동안 "곧 실현될" 기술로 예고되어 왔으나, 이제 글로벌 기술 기업들과 스타트업들이 양자 칩 개발 경쟁에 본격적으로 뛰어들며 상용화 전쟁이 가열되고 있다. 기존 컴퓨터로는 해결할 수 없는 복잡한 문제를 풀 수 있는 양자 컴퓨팅 기술의 주도권을 잡기 위한 경쟁이 치열해진 것이다.

구글은 2024년 12월, 최신 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우(Willow)'를 발표했다. 구글 퀀텀 AI의 창립자 하트무트 네벤(Hartmut Neven)은 윌로우가 "양자 오류 수정의 주요 돌파구"일 뿐만 아니라, 그 성능이 "양자 계산이 많은 평행 우주에서 발생한다는 개념에 신빙성을 더한다"고 밝혀 화제를 모았다. IBM은 총 1,121개 큐비트를 갖춘 '콘도르(Condor)'와 성능이 개선되고 오류율이 낮은 156개 큐비트 프로세서 '헤론(Heron)'을 개발하며 양자 컴퓨팅 시장에서 선도적 위치를 확보하고자 한다.

마이크로소프트는 2025년 2월, 위상학적 코어 아키텍처를 사용하는 양자 칩 '마요라나(Majorana)'를 소개했으며, 10년 내에 양자 슈퍼컴퓨터를 구축할 것이라는 야심찬 계획을 발표했다. 아마존도 뒤늦게 합류했다. 2025년 초, 캘리포니아 공과대학과 협력하여 개발한 '오셀롯(Ocelot)'을 출시하며 양자 칩 경쟁에 공식 참가했다. 비록 아마존의 첫 번째 양자 칩이지만, AWS는 이전에 디웨이브(D-Wave), 아이온큐(IonQ), 리게티(Rigetti) 등과 협력하여 양자 컴퓨팅 서비스인 '브라켓(Braket)'을 출시한 경험이 있다.

테크크런치의 보도에 따르면, 빅테크뿐만 아니라 알리스앤밥(Alice &amp; Bob), 자나두(Xanadu), 퀴라(QuEra), 프시퀀텀(PsiQuantum) 같은 스타트업들도 각자의 기술력을 앞세워 양자 칩 개발 경쟁에 뛰어들었다. 알리스앤밥은 프랑스 스타트업으로, 2025년 1월 무려 1억 400만 달러의 시리즈 B 투자를 유치하며 "결함 허용" 양자 컴퓨터 구축을 위해 노력하고 있다. 이 회사는 오류를 줄이고 오류 수정을 단순화하도록 설계된 고양이 큐비트(cat qubits)라는 초전도 큐비트 기술에 주력하고 있다.

아케토닉스(Akhetonics)는 독일의 광학 스타트업으로, 대부분의 경쟁사들이 좁은 응용 분야에 집중하는 상황에서 전광학 범용 칩을 개발하는 대담한 접근법을 취하고 있다. 이러한 혁신적 비전은 2024년 11월 600만 유로의 시드 펀딩을 유치하는 성과로 이어졌다. 퀴라는 중성 원자가 "대규모의 결함 허용 양자 컴퓨터를 달성하는 데 최고의 접근 방식"이라고 주장하며, 2022년에 출시한 256개 큐비트 아날로그 중성 원자 양자 컴퓨터 '아퀼라(Aquila)'로 주목받고 있다. 특히 퀴라는 구글로부터 투자를 받았으며, 2025년 2월에는 2억 3천만 달러의 대규모 자금을 조달하는 데 성공했다.

양자 칩 개발 경쟁에서 주목할 만한 점은 기업들이 다양한 기술적 접근법을 시도하고 있다는 것이다. 초전도 기술은 구글, IBM, 리게티 컴퓨팅 등이 채택한 방식으로, 현재 가장 널리 사용되는 접근법이다. 리게티 컴퓨팅은 2025년 2월 대만의 콴타 컴퓨터와 전략적 파트너십을 체결하고, 향후 5년간 양사가 각각 1억 달러 이상을 투자하기로 합의했다. 광자학 기반 접근법도 주목받고 있다. 자나두는 2025년 1월, 35개의 광자 칩을 포함한 12큐비트 시스템 '오로라(Aurora)'를 발표했으며, 프시퀀텀은 "100만 양자비트 머신" 구축을 목표로 2025년 2월 양자 광자 칩셋 '오메가(Omega)'를 공개했다. 아이온큐와 시퀀티움(Quantinuum)은 이온 트랩 방식을 활용하고 있으며, 디웨이브는 양자 어닐링 기술을 적용한 '어드밴티지2(Advantage2)' 프로토타입을 개발했다.

양자 컴퓨팅 칩 개발 경쟁은 미국 기업들이 주도하고 있지만, 전 세계적으로 다양한 국가의 기업들이 참여하고 있다. 프랑스의 알리스앤밥과 콴델라(Quandela), 캐나다의 자나두, 독일의 아케토닉스, 핀란드의 IQM, 일본의 후지쯔(Fujitsu)와 RIKEN, 중국의 스핀큐(SpinQ) 등이 경쟁에 가세했다. 테크크런치에 따르면, 2025년 4월 후지쯔와 일본 연구기관 RIKEN은 RIKEN RQC-후지쯔 협력 센터에서 256큐비트 초전도 양자 컴퓨터를 개발했다고 발표했다. 이는 2023년의 64큐비트 모델에서 크게 향상된 수치다. 또한 유럽에서는 스페인의 킬리만자로(Qilimanjaro)가 아날로그 양자 애플리케이션별 집적 회로(QASICs)에 초점을 맞추는 등 독자적인 경쟁력을 구축하고 있다.

양자 컴퓨팅 칩 개발은 의학, 사이버보안, 재료 과학, 화학 등 다양한 분야에 혁명을 가져올 것으로 기대된다. 하지만 상용화를 위해서는 양자비트를 대규모로 안정적으로 구현할 수 있는 칩 개발이 필수적이다. 대기업들은 높은 큐비트 수를 자랑하지만, 기본 원칙부터 설계를 재고하고 다른 접근 방식을 사용하는 스타트업들도 혁신적인 결과를 얻을 가능성이 크다. 네덜란드의 퀀트웨어(QuantWare)는 독점적인 3D 칩 아키텍처인 VIO를 개발하며 양자 처리 장치(QPU)의 확장 병목 현상 해결에 주력하고 있다. 양자 컴퓨팅이 실현되면 신약 개발, 기후 모델링, 암호화 등 다양한 분야에서 획기적인 발전을 이룰 것으로 예상된다. 어느 기업이 이 양자칩 개발 전쟁에서 승리하느냐에 따라 차세대 컴퓨팅 시대의 주도권이 결정될 전망이다.