뉴스PRESSO☕양자컴퓨팅(Quantum Computing) – 컴퓨터 3.0 시대의 도래 [6월 24일]

양자컴퓨팅(Quantum Computing) – 컴퓨터 3.0 시대의 도래
양자역학부터 업계 최신 투자/IPO 현황과 계획까지
아직은 난해한 분야이지만, 최근 몇 년간 세계적으로 VC들의 양자 컴퓨터(Quantum computer) 투자 사례가 급증하며 조 단위 금액의 투자금이 업계로 흘러 들어가기 시작했습니다. 최신 기술의 특성상 지금처럼 초기 단계에 빨리 배워두는 게 현명하기 때문에 (사실 이미 중기 단계를 바라보는 듯…) 저도 공부하며 이번 뉴스레터를 준비했습니다.
오늘의 뉴스레터 구성☕

  1. 양자역학/ 양자컴퓨터 이해하기
  2. 양자컴퓨팅 업계의 경쟁과 승자 (ft. IonQ
)
  3. 갑분 소프트뱅크?!
  4. 양자컴퓨팅의 대중화와 기대효과

1. 양자역학/ 양자컴퓨터 이해하기🖥️
우리는 많은 사람을 만나고 서로를 바라봅니다. 하지만 우리 몸을 구성하는 산소나 탄소, 원자핵 주위를 도는 전자가 보이지는 않죠. 이렇게 “보고 있지만 전혀 보이지 않는” 아주 작은 미시세계를 양자역학(Quantum mechanics)의 세계라고 합니다. 양자역학은 너무 작아 보이지 않는 세계를 다루기 때문에 상상하는 것이 쉽지 않은데요. 물리학자 리처드 파인만이 “양자역학을 진정으로 이해하는 사람은 없다”라고 얘기할 만큼 난해하지만 서도, 현대사회에서 사용하는 대부분의 전자제품(스마트폰, PC등)은 양자역학의 원리로 만들어졌다고 해도 과언이 아니에요.
양자역학의 핵심
  • 기본적으로 눈에 보이고 누군가에게 던져서 전달할 수 있다면 ‘입자’이고 소리처럼 동시에 여러 곳으로 퍼져서 한 번에 다수의 대상에게 전달이 가능한 것을 ‘파동’이라고 함
  • 무언가를 ‘관측’한다는 것은 빛이 관측 대상에 부딪혀서 그 정보를 갖고 우리의 눈에 들어오게 되는 것
  • 양자역학에서는 질량이 있는 전자(electron)가 관측되기 전까지는 ‘파동’이지만 관측하는 순간 ‘입자’로 붕괴되며 입자이자 파동인 이중성을 갖게 됨 (What!?)
  • 즉, 지금 여러분이 보고 있는 스마트폰이, 보기 전까지는 ‘파동’이었다가 보는 순간 ‘입자’가 되며 우리가 이해할 수 있는 스마트폰 ‘형태’로 결정된다는 것 (참 쉽죠잉).
이 양자역학의 원리에 따라 작동되는 미래형 첨단 컴퓨터를 양자 컴퓨터(Quantum computer)라고 합니다. 일반 컴퓨터는 모든 정보를 bit(비트)인 0과 1로 표현하고 두 가지 경우를 연산해서 우리가 이해할 수 있도록 바꿔주는 반면에 양자 컴퓨터는 0과 1이 중첩된(Superposition) 상태 그대로 계산이 가능해요. 이렇게 0과 1 상태를 동시에 갖는 ‘중첩된’ 데이터는 Qubit(큐비트)로 처리 및 저장되는데요. 큐비트가 많을수록 더 많은 변수를 동시에 탐색할 수 있게 되어 일반 컴퓨터가 단일 비트로 탐색하는 데 수만 년이 걸리는 문제를 큐비트로 몇 분 안에 처리할 수 있습니다. (예를 들어, 일반 컴퓨터는 북극 또는 남극 만 가리킬 수 있는 반면에, 양자 컴퓨터는 지구상의 어느 곳이든 가리킬 수 있는 것.)
 
IBM

2. 양자컴퓨팅 업계의 경쟁과 승자 (ft. IonQ)🥇
주요 테크 대기업과 스타트업들은 다양한 접근 방식을 통해 양자컴퓨터(Quantum computer) 상용화를 위한 노력을 하고 있습니다. (양자컴퓨팅 보고서를 발행하는 엔지니어 Doug Finke에 따르면 크고 작은 87개의 조직이 현재 양자컴퓨팅 구축-ing). 아직까지는 확장 가능한 상업용 양자컴퓨터가 개발 완료되지는 않았지만 점점 그 시기가 다가오자 많은 투자금이 이 분야에 쏟아지고 있어요. Pitchbook에 따르면 전 세계적으로 양자 컴퓨팅 기업은 2020년 9월까지 77건의 거래에서 약 7억 8천만 달러(약 8,700억 원)를 유치했는데 이는 2019년 69건의 거래의 약 2억 9천만 달러(약 3,200억 원)에서 급증한 수치예요. 이 트렌드를 보면 최근 12달 사이에 양자컴퓨팅에 1조원 이상이 투입됐을 것으로 추정됩니다.

이 중에 주목할 만한 양자컴퓨팅 기업은 미국 메릴랜드에 본사를 둔 IonQ(트랩 형 이온 양자 컴퓨터 및 소프트웨어 개발사)에요. 25년 이상의 학술 연구 끝에 2015년 New Enterprise Associates라는 VC의 시드자금 200만 달러(약 22억 원)를 받아 설립된 회사입니다. (Co-founder가 듀크 대학교 김정상 교수님)
  • 그 후 3년 동안 구글 벤처스(GV), 아마존 웹 서비스(AWS), 및 NEA에서 추가로 2천만 달러(약 220억 원)를 유치하여 세계에서 가장 정확한 양자 컴퓨터 2대 구축 성공
  • 2019년 삼성과 에미레이트 국영기업 무바달라(Mubadala Investment Company)로부터 5천5백만 달러(약 615억 원)를 추가 유치
  • 이달 초 소프트뱅크가 IonQ의 대규모 지분을 인수하기로 결정하며 양자컴퓨터 경쟁에서 치고 나가는 모습
  • 며칠 전에는 구글 클라우드를 통해서 IonQ의 양자컴퓨터 활용이 가능해진 다는 소식까지 전해짐

3. 갑분 소프트뱅크?!😲
소프트뱅크의 투자 및 전략적 파트너십의 일환으로 IonQ의 양자 컴퓨팅 기술이 빛을 발할 수 있을 것으로 기대됩니다.
  • 전략적 제휴의 핵심은, 소프트뱅크가 투자해 놓은 수많은 포트폴리오 회사들에 IonQ의 양자컴퓨팅을 적용하는 것 (손정의 회장이 비밀병기라고 생각하는 ‘터보차저’전략)
  • 비전펀드의 파트너 키르티가 레디(Kirthiga Reddy)는 “양자 컴퓨팅은 최적화 계산(Optimization calculation, 수많은 변수가 있는 문제에 대한 계산/해결책 산정)에 유용할 것”이라고 밝힘
  • 예를 들어 특정 유저에게 적합한 광고를 적절한 시간에 타겟팅 하거나, 음식 배달 회사가 운전자를 위한 최적의 경로를 찾도록 도울 수 있는 것 등 (기존 기술로도 가능하나, 양자컴퓨팅을 활용하면 훨씬 더 빠르게/많은 계산이 가능하다는 논리)
  • 아직 소프트뱅크 포트폴리오의 어떤 회사가 IonQ의 양자컴퓨팅 기술을 활용할지는 공개되지 않았지만 쿠팡을 비롯하여, AI를 사용하여 전염병 진단하는 Karius, 음식 배달 플랫폼 DoorDash, 그리고 ‘동남아의 우버’ 그랩까지 양자컴퓨터 기술을 필요로 하는 기업들이 포트폴리오 전 부문에 걸쳐 있기 때문에 시너지는 매우 클 것으로 전망
IonQ는 IBM, 마이크로소프트, 구글 및 캐나다 양자컴퓨터 기업 D-웨이브 시스템(D-Wave Systems)와 같은 여러 회사와 경쟁하면서 양자 컴퓨터를 상용화하기 위해 노력 중에 있었는데, 이번 소프트뱅크의 투자/전략적 제휴로 날개를 단것과 같습니다.

4. 양자컴퓨팅의 대중화와 기대효과👨‍💻
현재 대부분의 양자컴퓨팅은 클라우드를 기반(SaaS)으로 제공되고 있어요:

Quantum System One (IBM의 양자컴퓨터)
 독일 최초의 양자컴퓨터 + 2021년 중 일본에 설치될 예정
  • IonQ는 아마존 웹 서비스(AWS), 마이크로소프트, 구글 클라우드를 통해 약 2천만 명의 소프트웨어 개발자에게 초기 단계의 양자 컴퓨팅 장치에 대한 액세스 권한을 부여 (올해 매출 100만 달러 이상 예상)
이는 마치 과거에 대형 메인프레임 컴퓨터를 기업들이 서로 빌려서 사용한 것과 같은 상황이죠. 본격적인 양자컴퓨팅 시대를 열기 위해서 업계가 풀어야 할 숙제는 (1) 물리학적 특성상 제어하기 어려운 큐비트(항상 양자상태(Quantum state)에서 벗어나기 직전인 불안정한 기질을 갖고 있음)를 냉각장치 없이도 제어하는 기술 개발, 그리고 (2) 수많은 계산을 할 수 있는 소형 양자컴퓨터를 양산하는 것이에요. (현재 대부분은 100큐비트 미만)

그래서 피터 채프먼 IonQ 최고경영자(CEO)는 올해 스펙(
SPAC) 상장을 통해 (최초의 상장된 양자컴퓨팅 기업) 유입 자금으로 실온에서 작동 가능하고 + Xbox 게임 콘솔 정도의 크기를 가진 양자컴퓨터를 제조하는데 사용될 것이라고 합니다. 이것이 현실화되면 과거 메인 프레임을 벗어나 소형 PC로 보급되면서 IT산업이 크게 업그레이드된 것과 같은 변곡점이 될 거라고 보는 시각도 있습니다. (바야흐로 컴퓨터 3.0)
 
맥킨지 - 양자컴퓨팅으로 가장 수혜를 보는 업종은 금융, 에너지, 첨단/제약 산업
맥킨지 보고서에 의하면, 양자컴퓨팅은 공급망과 유통 경로를 가진 모든 조직에게 솔루션을 제공하고, 투자은행의 포트폴리오 이익을 극대화하여 금융 산업을 뒤흔들 수 있는 잠재력을 갖고 있습니다. 그리고 기존 컴퓨터가 처리하기에는 너무 복잡한 분자 상호작용을 시뮬레이션 함으로써 바이오 회사의 신약 개발을 촉진할 수도 있죠. 그 외에도 화학, 석유 및 가스, 그리고 사이버 보안 분야에서 빛을 발할 양자 컴퓨터의 무한한 가능성이 투자자들을 설레게 하는 단계에 도달했습니다. 
 
Giphy







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