양자컴퓨터 전망, 보스턴 컨설팅 그룹 보고서 총 정리

 

젠슨황 형님이 양자컴퓨터 상용화에 15년~30년 걸린다고 해서 지금 양자컴퓨터 관련주들 난리났죠? 그런데 그 반대의 보고서도 있다는 걸 알고 있나요? 2024년 8월 양자컴퓨터 관련주들이 급등하기 전 좋은 보고서를 낸 보고서가 있습니다. 신뢰도가 매우 높죠. 바로 보스턴컨설팅 그룹 보고서입니다.

 

🧨BCG그룹의 양자컴퓨터 보고서 전문은 아래에서 볼 수 있습니다.

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여전히 밝은 양자 컴퓨팅의 장기 전망 - 보스턴컨설팅그룹(BCG) 공식 블로그

 

🧨요약하자면 본문과 같아요.

양자컴퓨팅의 현재: NISQ 시대의 한계와 가능성

 

• NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum) 시대
  - 아직은 오류(노이즈)가 많은 중간 규모의 양자컴퓨터 시대로, 전통적 컴퓨팅 대비 눈에 띄는 성능 우위를 얻지 못하고 있음.
  - 양자 알고리즘(예: QAOA, VQE)은 기존 해법보다 본질적으로 우수하다는 점이 증명되지 않았으며, 대규모로 적용하기에는 큐비트 충실도 등의 제약이 큼.
• 충실도(Fidelity)와 회로 깊이
  - 양자 게이트 연산 충실도(오류율)가 높아야만 대규모 연산이 가능해지지만, 현재는 수천~수만 게이트 수준에서도 에러가 누적됨.
  - 2024년 이후 IBM, 마이크로소프트, Quantinuum(퀀티넘) 등이 개선된 충실도 시연을 발표했으나, 완전한 오류 보정(Fault-Tolerance)을 위해서는 추가적인 기술 진보가 필요.
• 기존 컴퓨팅의 발전
  - 반면 GPU, AI 라이브러리, 알고리즘 발달로 인해 전통적 컴퓨팅 또한 급속도로 진화하고 있음.
  - AI를 활용한 휴리스틱/근사 해법들이 “난해한 문제”를 상당 부분 해결해주고 있어, 양자컴퓨팅이 단기적으로 '우위'를 입증하기 더욱 어려워짐.

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양자컴퓨팅의 장기적 잠재력

• 2030년~2040년 이후
  - 많은 전문가들은 오류 수정(Fault-Tolerance)이 구현되는 시점부터 양자컴퓨팅이 본격적으로 기존 컴퓨팅을 넘어서는 전환점(Quantum Advantage)에 도달할 것으로 예상.
  - BCG는 2040년경 양자컴퓨팅이 약 4,500억
  8,500억 달러 규모의 경제적 가치를 창출할 것으로 전망하며, 이 중 900억
  1,700억 달러가 하드웨어·소프트웨어 공급 시장에서 형성될 것으로 예측.
• 새로운 활용 사례
  - 기존에 불가능하다고 여겨졌던 고차원 문제(분자 시뮬레이션, 소재 개발, 난해한 최적화 문제 등)를 정확하고 효율적으로 해결할 수 있게 될 것.
  - 기존 데이터를 학습하는 AI 방식의 태생적 한계를 넘어, 물리학적 원리를 직접 모사함으로써 정밀한 해답을 도출할 가능성이 큼(예: 알파폴드 한계 보완).
• 오류 수정 기술의 빠른 진전
  - 2021년 이후 다양한 연구기관과 기업(IBM, Harvard, QuEra 등)에서 보다 효율적인 오류 수정 코드를 시연하며, “2030년 이후”라고 예상했던 완전한 오류 수정 달성 시점이 앞당겨질 수 있다는 낙관론이 대두.

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시장 및 투자 동향

• 정부 및 공공 부문의 적극적 투자
  - 양자컴퓨팅 기술이 국가 안보 및 경제성장을 좌우할 차세대 전략 기술로 인식되면서, 미국·중국을 중심으로 전 세계 정부가 3~5년 동안 100억 달러 이상을 투자할 것으로 예상.
  - 국방부, 연구소 등을 통한 선제 구매(예: 영국 국방부의 ORCA Computing 사례 등)는 시장 초기 형성에 커다란 동력이 됨.
• 민간 투자 및 기업 POC 증가
  - 전체 기술 투자액이 줄었음에도, 2023년에만 벤처 캐피털로부터 12억 달러가 투자되는 등 시장에 대한 기대감이 여전.
  - 포춘 500 기업 중 100곳 이상에서 POC(Proof of Concept) 프로젝트가 진행 중. 이들은 지적재산권 확보, 헤징 전략 수립 등으로 미래 경쟁 우위 선점을 모색.
• 하드웨어·소프트웨어 공급망 형성
  - 제어 장치, 냉각 장비, 레이저·진공 기기 등 주변 장비도 함께 성장하며, 연간 수억 달러 규모의 새로운 ‘양자 생태계’가 태동.
  - 대형 IT 기업(빅테크)들은 클라우드 기반 양자 서비스, 하이브리드(고전+양자) 플랫폼 등을 적극 추진 중.

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주요 산업에 미치는 영향

• 화학·농업: 분자 시뮬레이션 및 소재/작물 보호 연구에서 혁신적인 발전 기대.
• 제약: 약물 후보군 탐색, 분자 상호작용 분석에 소요되는 시간을 획기적으로 단축해 신약 출시 가속화.
• 방위·우주: 양자 암호, 복잡한 우주·무기체계 시뮬레이션 등에서 국가 안보와 산업 경쟁력 제고.
• 금융: 리스크 평가, 포트폴리오 최적화, 초고속 데이터 분석 등을 통해 시장에서 경쟁 우위 확보.
• 테크 기업(빅테크): ‘양자+AI’ 결합, 하이브리드 솔루션으로 새로운 플랫폼 리더십 확보.

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향후 전략과 관전 포인트

1. 오류 수정(Fault-Tolerance)이 ‘진짜 게임체인저’
   - 큐비트 수 늘리기뿐 아니라, 충실도 향상·노이즈 제거를 위한 진보가 핵심.
   - 수백만~수십억 개 게이트 연산을 가능하게 해주는 오류 수정 기술이 언제, 어떤 방식으로 상용화될지가 관건.
2. 클럭 속도 및 데이터 로딩 문제
   - 클럭 속도가 크게 개선되어야 대규모 문제(예: 인수분해, 물질 시뮬레이션)를 실시간으로 해결 가능.
   - 양자컴퓨터에 데이터를 효율적으로 로딩하는 방법(고전 데이터의 양자 인코딩, 센서 기반 양자 데이터 등)도 향후 큰 이슈.
3. ROI(투자 수익률) 관점의 전환
   - 양자컴퓨팅 사용료가 기존 클라우드 대비 매우 높은 편이므로, 고부가가치·긴급한 난제 문제에 우선 적용될 전망.
   - 기업들은 통상 ‘1~3년 내 손익분기점 달성’을 기대하므로, 적용 범위가 제한적일 수 있음. 그러나 전략적 가치(지적재산권 확보, 시장 리더십 등)를 감안하면 투자 매력도 여전.
4. 하이브리드 양자컴퓨팅의 부상
   - 완전한 디지털 게이트 방식 외에도, 아날로그·하이브리드 접근법(소수의 게이트 + 아날로그 방식 활용)이 빠른 시일 내 실용 사례를 낳을 가능성이 있음.
   - Pasqal, D-Wave, Kipu Quantum 등은 소재 시뮬레이션·최적화 등에서 상용화 가능성을 활발히 모색 중.

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정리

• 단기적으로는
  - 기존 컴퓨팅(특히 AI)와의 경쟁이 치열해, NISQ 단계의 양자컴퓨팅이 당장 확실한 성능 우위를 입증하기는 쉽지 않음.
  - 그럼에도 정부·투자자, 일부 선도 기업들의 지원이 계속되고 있어, 소재·화학 시뮬레이션 등 제한적 분야에서 연간 수억 달러 가치 창출이 가능할 전망.
• 중장기적으로는
  - 2030년대 이후 오류 수정 기술이 성숙되면, 하드웨어와 소프트웨어 양측에서 진정한 ‘양자 우위(Quantum Advantage)’를 실현할 것으로 기대.
  - 2040년 무렵에는 산업 전반에 걸쳐 큰 시장 파급효과 및 경제적 가치를 창출할 것이란 전망에 변함이 없음.
• 결론
  - 양자컴퓨팅은 여전히 “미래 핵심기술”로서 가능성과 리스크를 동시에 내포.
  - 지금은 한계가 분명하지만, 장기적 가치와 파급력을 고려했을 때 ‘승자독식’으로 귀결될 가능성이 높으므로, 주요 기업 및 정부는 꾸준한 연구·투자를 계속할 것으로 보임.
  - 기업들도 자사 비즈니스와 적합한 분야(고부가가치 문제, 신약·신소재, 암호·보안, 금융 리스크 관리 등)에서 미리 PoC와 기술역량 축적을 준비해야 할 시점.

 

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