이제는 모르면 부끄러운 양자 컴퓨터의 모든 것

우리는 지난 50년간 ‘무어의 법칙’이라는 성장 엔진 위에 살았습니다. 트랜지스터 수가 늘수록 컴퓨터는 더 작아지고, 더 빨라지고, 더 싸졌죠. 그런데 그 법칙이 물리적인 벽 앞에서 흔들리기 시작했습니다. 3nm, 2nm로 내려갈수록 ‘양자 터널링’ 같은 현상 때문에 오류가 커지고, 기존 방식만으로 성능을 끌어올리기 어려워졌기 때문입니다. 인류는 이 한계를 AI로 돌파해 왔습니다. GPU의 병렬 처리로 새로운 계산의 시대를 연 엔비디아, 그리고 그 중심의 젠슨 황. 그런데 AI의 제왕이 2025년 들어 ‘양자컴퓨팅’을 언급하며 메시지의 기울기를 바꿉니다. “실용적인 양자컴퓨터는 멀다”에서 “변곡점이 보인다”로. 왜 이런 변화가 생겼을까요? 이 영상은 그 이유를 두 가지 축으로 풀어냅니다. 첫째, AI가 이미 에너지·전력이라는 현실적인 한계와 정면으로 마주하고 있다는 점. 둘째, 더 근본적으로는 ‘계산 방식’ 자체가 모든 문제에 효율적인 만능 열쇠가 아니라는 점입니다. 특히 분자 시뮬레이션, 신약 후보 탐색, 촉매 설계처럼 경우의 수가 폭발하는 문제는 고전 컴퓨터의 반복 연산만으로는 현실적인 시간 안에 접근하기 어렵다고 알려져 있습니다. 그래서 등장한 것이 ‘큐비트’입니다. 비트가 0 또는 1만 가진다면, 큐비트는 측정 전까지 중첩(0이면서 동시에 1)의 가능성을 품습니다. 하지만 양자컴퓨터의 진짜 핵심은 단순히 “동시에 많이 펼친다”가 아니라, 간섭 효과로 “정답에 가까운 경우의 확률을 키우고 나머지를 지워나가는” 방식에 있습니다. 이 관점에서 쇼어 알고리즘은 단순한 속도 경쟁이 아니라, 보안의 전제를 흔들 수 있는 ‘문제 해결 방식의 전환’을 보여주는 대표 사례죠. 그렇다고 지금 당장 모든 것이 바뀌는 건 아닙니다. 우리는 아직 ‘니스크(NISQ)’—잡음이 있는 중간 규모 양자—시대에 살고 있습니다. 그래서 현실적인 첫걸음은 ‘하이브리드 양자-고전 컴퓨팅’입니다. GPU가 안정적으로 전처리/후처리/반복 최적화를 맡고, QPU가 가장 어려운 핵심 구간에서 힌트를 뽑아오는 팀플레이. 엔비디아의 전략은 바로 이 흐름을 “플랫폼(CUDA-Q)”으로 장악하는 데 있습니다. 어떤 양자 하드웨어가 이기든, 결국 고전 컴퓨팅과의 연결이 필요하다는 계산이죠. 하지만 가장 큰 숙제는 여전히 ‘오류’입니다. 논리 큐비트를 만들기 위해 수많은 물리 큐비트를 묶어야 하고, 이를 더 효율적으로 만드는 오류 정정 코드 경쟁이 본격화되고 있습니다. 동시에 IBM·AWS·마이크로소프트는 양자컴퓨팅을 클라우드로 풀어 개발자 생태계를 선점하려 합니다. 미래의 승자는 “하드웨어”만이 아니라 “소프트웨어와 플랫폼”일 수 있다는 말이 현실이 되고 있는 겁니다. 그리고 동전의 다른 면—보안. 언젠가 양자컴퓨터가 기존 공개키 암호의 전제를 흔들 수 있다는 우려 속에서, ‘지금 수집하고 나중에 해독’이라는 위험 시나리오도 거론됩니다. 그래서 전 세계는 양자내성암호(PQC) 표준화로 새로운 방패를 만들고 있습니다. 마지막으로, 양자 기술의 기회는 컴퓨팅에만 머물지 않습니다. 초정밀 측정을 가능하게 하는 ‘양자 센싱’, 이론적으로 도청 시도를 감지할 수 있는 ‘양자 통신’ 등, 산업의 지형도를 바꿀 영역이 동시에 열리고 있습니다. 한국 역시 국가 전략과 생태계 강화에 나서며 변화에 대응하고 있습니다. 이 영상의 목표는 “당장 무엇을 사라”가 아니라, 우리가 서 있는 계산의 패러다임 전환이 어디로 흐르고 있는지, 그리고 그 흐름 속에서 AI와 양자가 어떻게 연결되는지 구조적으로 이해하는 것입니다. 양자컴퓨터 양자컴퓨팅 QuantumComputing 무어의법칙 AI 인공지능 엔비디아 젠슨황 GPU CUDA CUDACQ 슈퍼컴퓨터 반도체 2나노 3나노 양자터널링 큐비트 중첩 양자간섭