5분 만에 우주 나이의 72조 배를 계산한다는 컴퓨터

슈퍼컴퓨터로 10의 25제곱 년이 걸릴 계산을 단 5분 만에 풀어내는 컴퓨터가 있다면 믿을 수 있을까. 구글이 새로운 양자칩을 탑재한 양자컴퓨터를 공개하며 내세운 성능이 바로 이것이다. 우주의 나이가 138억 년임을 감안하면, 이는 우주 나이의 72조 배에 달하는 시간을 단숨에 줄여버린 셈이다. 유엔이 특정 해를 '세계 양자 과학기술의 해'로 지정할 만큼, 이 기술에 대한 세계의 기대는 상당하다.

이런 압도적인 속도의 비밀은 정보를 처리하는 단위 자체에 있다. 기존 컴퓨터는 0 또는 1, 둘 중 하나만 표현할 수 있는 비트를 사용해 모든 경우의 수를 하나씩 계산해야 한다. 반면 양자컴퓨터는 0과 1이 동시에 존재할 수 있는 큐비트를 사용하기 때문에, 여러 가능성을 한꺼번에 탐색할 수 있다. 복잡한 최적화 문제를 풀 때 이 차이는 어마어마한 속도 격차로 이어진다.

활용 분야도 넓다. 금융권에서는 투자 포트폴리오 최적화나 리스크 계산에, 제약업계에서는 신약 개발과 유전자 분석에, 물류업계에서는 최적 경로 탐색에 쓰일 수 있다는 기대가 크다. 특히 막대한 연산량이 필요한 인공지능과의 시너지가 주목받으면서, 구글·IBM·엔비디아 같은 빅테크들이 앞다퉈 이 분야에 뛰어들고 있다.

다만 상용화까지는 넘어야 할 산이 많다. 큐비트는 물리적으로 매우 불안정해서 개수가 늘어날수록 오류율도 함께 높아지는 문제가 있고, 정확도를 유지하려면 영하 273도에 가까운 극저온 환경을 유지해야 하는데 이 냉각 장비 하나가 수십억 원에 이를 만큼 비용 부담도 크다.

그럼에도 구글이 공개한 새 칩은 이 오류율 문제에서 의미 있는 진전을 보였다는 평가를 받았고, 그 소식만으로 모기업인 알파벳 주가는 이틀 만에 두 자릿수 상승률을 기록하며 52주 최고가를 새로 썼다. 관련 소형 기업들의 주가 상승폭은 더 극적이었다. 반년 사이 주가가 열 배 넘게 뛴 기업이 나왔고, 국내에서도 관련 ETF가 상장 첫날 초기 물량이 5분 만에 완판되는 등 투자 열기가 확인됐다.

흥미로운 논쟁 중 하나는 양자컴퓨터가 상용화되면 비트코인 같은 암호화폐의 보안 체계가 무력화될 수 있다는 우려다. 현재의 암호 체계는 큰 수를 소인수분해하기 어렵다는 점에 기반하는데, 양자컴퓨터는 이 연산을 훨씬 빠르게 처리할 수 있기 때문이다. 다만 이를 실제로 뚫으려면 수만 개의 큐비트가 필요한 반면, 현재 공개된 최고 수준의 칩은 그에 한참 못 미치는 수준이어서 당장의 위협은 제한적이라는 반론도 있다.

결국 양자컴퓨팅은 인류의 계산 방식을 근본적으로 바꿀 잠재력을 지녔지만, 실제 상용화까지는 여전히 몇 년의 시간이 더 필요해 보인다. 시장의 기대와 기술의 현실 사이 간극이 큰 만큼, 관련 투자에 나설 때는 그 격차를 냉정하게 짚어보는 자세가 필요하다.

→ 꿈의 컴퓨터가 현실이 되기까지, 시장은 이미 그 미래에 베팅하기 시작했다.