1. 요약
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정지훈 교수는 의사이자 VC로, 루닛·크라우드웍스 초기에 투자했던 경험을 바탕으로 지금의 양자컴퓨터 시점을 “AI 딥러닝 2014~2015년쯤과 비슷한 구간”이라고 평가.
•
2024년 1월 **네이처 바이오테크놀로지 논문(양자컴퓨팅으로 KRAS 억제제 후보 발굴)**을 보고, “이제는 진짜 돈 버는 실사용 사례가 나오기 시작했다”며 양자 투자관이 바뀜.
•
양자컴퓨터는 **0/1 비트가 아닌 ‘중첩 상태의 큐비트’**를 사용해, 기존 컴퓨터가 감당 못하는 조합 폭발(팩토리얼) 문제를 특정 영역에서 압도적으로 빠르게 풀 수 있음.
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투자 관점에서 양자 생태계는 3축으로 봐야 한다고 정리
→ ① 하드웨어 ② 소프트웨어·알고리즘 ③ 양자보안·양자통신
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2025~2028년까지는 NISQ(노이지 인터미디엇 스케일 퀀텀) 시대로,
양자 + AI + GPU를 조합한 ‘하이브리드 컴퓨팅’이 핵심 투자 테마가 될 것이라고 전망.
2. 목차
1.
정지훈 교수의 배경과 양자에 주목하게 된 계기
2.
양자컴퓨터 vs 기존 컴퓨터 개념 정리
3.
양자컴퓨터의 역사와 구글·엔비디아 이슈
4.
양자컴퓨터 투자 영역 3대 축
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4-1. 양자 하드웨어
•
4-2. 양자 소프트웨어·알고리즘
•
4-3. 양자 보안·양자 통신
5.
산업별 활용 포인트 (신약·소재·금융)
6.
2025~ 이후 투자 전략(연표 관점, NISQ 시대)
7.
결론: 지금 단계에서의 투자 관점
8.
FAQ (자주 궁금해할 만한 질문)
3. 본문 정리
3-1. 정지훈 교수의 배경과 양자에 꽂힌 계기
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의대 전공 → 정책학 석사 → 미국에서 의학(광학) 박사
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한국 귀국 후 대기업 자문 + 벤처 투자 병행
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2010년대 초반, 한국 대기업들은 AI·모바일 혁명에 후행, 본인은
“받는 컨설팅비의 절반으로 스타트업에 직접 투자” 전략을 실행
•
루닛(2015 투자, 알파고 이전), 크라우드웍스(2016 투자) 등
→ 상장까지 약 7년 소요 (2022, 2023)
그가 보는 포인트:
당시 AI 딥러닝도 2012년쯤 싹이 보이고,
2013~14년에 빅테크가 돈을 쏟아붓기 시작,
2016년 알파고 터지면서 본격 사이클 진입.
지금 양자컴퓨터가 딱 그때 느낌과 비슷하다.
3-2. 양자 컴퓨터 vs 기존 컴퓨터
1) 정보 단위의 차이
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기존 컴퓨터: 고전 비트(classical bit)
◦
전류 흐르면 1, 끊어지면 0
◦
트랜지스터 → 반도체 칩 → 0/1 조합으로 모든 연산
•
양자 컴퓨터: 큐비트(qubit)
◦
중첩(superposition) 상태: 0이면서 1인 상태를 동시에 가짐
◦
슈레딩거의 고양이 비유:
▪
상자를 열기 전: 살았을 확률/죽었을 확률이 공존하는 상태
▪
관측하는 순간 0 또는 1로 ‘붕괴’
→ 한 큐비트가 0과 1의 확률분포 전체를 동시에 표현하므로,
복잡한 경우의 수를 병렬적으로 탐색할 수 있음.
2) 왜 ‘어려운 문제’에서 게임 체인저인가?
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기존 컴퓨터 방식:
◦
자물쇠와 열쇠 문제에 비유
◦
자물쇠 1개, 열쇠 10개 정도면 brute force로 다 돌려볼 수 있음
◦
하지만 자물쇠·열쇠 수가 늘어나면 ‘팩토리얼’ 수준으로 경우의 수 폭발
•
대표적인 ‘팩토리얼 지옥’ 문제:
◦
신약 후보 탐색 (분자 상호작용 조합)
◦
신소재 설계 (합금·배터리·촉매 등)
◦
ETF 리밸런싱, 포트폴리오 최적화 (수십~수백 종목 동시 고려)
•
GPU(패러렐 컴퓨팅)도 한계가 있음
→ 양자컴퓨터는 열쇠·자물쇠 모두를 양자화해서,두 시스템의 상태 공간 전체를 한 번에 계산하는 방식으로 접근
“양자가 모든 문제를 다 잘 푸는 건 아니고,
경우의 수가 폭발하는 특정 영역에서 압도적으로 유리하다.”
3-3. 양자컴퓨터의 역사와 구글·엔비디아 이슈
1) 이론의 시작
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1980년대: 베니오프, 리처드 파인만
◦
“자연은 양자역학을 따르는데,
0/1 디지털 컴퓨터로는 자연·생명·우주 같은 복잡계 문제는 제대로 못 푼다.
양자역학을 따르는 컴퓨터라면 가능할 것”이라는 사고 실험 제시
•
1994년: 쇼어(Shor)의 알고리즘
◦
실제 양자컴퓨터는 없었지만,
“만약 양자컴퓨터가 존재한다면 공개키 암호를 깨는 알고리즘은 이렇게 짤 수 있다”고 이론을 만듦
◦
이때부터 “양자가 나오면 기존 암호체계 다 갈아엎어야 한다”는 인식 시작
2) 실험기와 구글의 ‘양자 우위’ 선언
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1998년: 최초의 2큐비트 양자컴퓨터 구현
•
1999년 이후: IBM, D-Wave 등이 실험적 양자컴퓨터 개발
•
2019년: 구글 ‘시카모어(Sycamore)’
◦
기존 슈퍼컴퓨터가 수천만 년 걸릴 문제를
양자로 몇 분 만에 풀었다는 “양자 우위(quantum supremacy)” 발표
◦
이후 2020년 전후로 IONQ, Rigetti 등의 상장, 양자 관련주 급등 → 이후 한동안 실적 부재로 조정
3) 구글 ‘윌로우(Willow)’ 칩의 의미
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윌로우 칩의 “성능 수치” 자체보다 중요한 건 노이즈(오류) 다루는 방식
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문제:
◦
큐비트가 많아질수록 오류율이 복리처럼 누적
◦
예: 1큐비트 오류율 5% → 100, 1000 큐비트로 가면 신뢰도 붕괴
•
구글이 발표한 포인트:
◦
에러를 잡는 큐비트와 논리 연산 큐비트를 섞어 구성
◦
큐비트 수가 늘어나도 오류율이 같이 폭발하지 않도록 하는 알고리즘/아키텍처 제시
→ “수백·수천 큐비트로 못 올라간다”는 회의론에 대한 중요한 반론 재료.
4) 젠슨 황의 “20년” 발언과 그 이후
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2024년 CES에서 젠슨 황:
◦
“양자 컴퓨터 상용화까지 20년” 뉘앙스의 발언
◦
양자 관련주들 급락, 컨퍼런스장 분위기 ‘초상집’ 수준
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하지만 이후:
◦
엔비디아가 **컨티넘(Quantinuum)**에 대규모 투자
▪
허니웰의 양자부문 + 캠브리지 퀀텀 컴퓨팅 합병 회사
▪
광자식 양자컴퓨터 + 양자 소프트웨어(TKET 등) 모두 보유
◦
이유:
1.
향후 유력한 후보인 ‘광자식’ 양자컴 기술을 미리 확보
2.
TKET 등 양자 소프트웨어 플랫폼을 CUDA처럼 자기 생태계와 묶기
3.
이미 양자 시뮬레이터들이 엔비디아 GPU를 쓰고 있음 →
“시뮬레이션(엔비디아) → 실제 양자 하드웨어(파트너)까지 이어지는 플랫폼” 구상
1월엔 “멀었다”고 말하던 젠슨 황이,
실제로는 양자-하이브리드 시대의 소프트웨어·플랫폼 주도권을 노리고 있는 흐름.
4. 양자 컴퓨터 투자 영역 3대 축
4-1. 양자 하드웨어
방식별 분류
1.
초전도 방식 (Superconducting)
•
IBM, 구글 등
•
만들기 상대적으로 쉽고, 한국에서도 수십 큐비트급은 구현 가능
•
단점: 절대영도 근처로 냉각해야 하고, 장비·인프라가 건물급 → 초기 ENIAC 꼴
2.
이온트랩 방식 (Ion-trap)
•
IONQ 등
•
오류율이 낮고 안정성이 높음, 논리 큐비트 관점에서 강점
•
큐비트 대형화(스케일업)에 한계 논쟁 존재
3.
중성원자, 광자 방식
•
아직 비상장 강자들이 많음
•
수천 큐비트 이상 스케일업에 가장 유망하다는 평가
•
컨티넘이 광자식 쪽 대표 주자
4.
위상학적 큐비트 (Topological Qubit, 마이오라나 등)
•
마이크로소프트가 올 초 “성공했다”고 발표한 방식
•
이론상 가장 우아하고 안정적인 방식으로 평가되지만,
실현 가능성에 대한 물리학계 회의도 많음
지금 상장사보다 비상장 쪽에서 ‘진짜 대형 스타’가 튀어나올 가능성도 크다고 언급.
4-2. 양자 소프트웨어·알고리즘
•
특정 산업별 솔루션 스타트업들:
◦
예: Quantinuum(TKET), Zapata, Classiq 등
•
빅테크의 플랫폼 우위:
◦
IBM – Qiskit
▪
가장 오래되고 생태계 큼, 물리학자·연구자들이 많이 씀
◦
Google – Cirq
▪
하드웨어 제어까지 가능한 구조 → 구글 특유의 최적화에 강점
▪
단, “하드웨어 종속” 문제로 비판도 존재
◦
Microsoft – Azure Quantum, Amazon – Braket
▪
클라우드와 연동된 개발·실행 환경 제공
→ 장기적으로는 “양자판 파이토치/텐서플로우” 같은 표준 플랫폼 몇 개로 수렴할 가능성이 크며,
이를 누가 장악하느냐가 중요.
4-3. 양자 보안·양자 통신
1.
양자 내성 암호(PQC, Post-Quantum Cryptography)
•
양자 컴퓨터가 커지면 기존 RSA 등 공개키 암호 깨짐 →
암호 알고리즘·프로토콜 전면 교체
•
미국 NIST가 이미 4종의 PQC 표준을 발표
•
소프트웨어만 바꾸는 게 아니라,
통신 장비·네트워크 칩 등 하드웨어 교체가 필요
→ 마치 3G → 4G 넘어갈 때 기지국·단말 다 바꾸는 수준의 투자 사이클
2.
양자 키 분배(QKD, Quantum Key Distribution)
•
얽힘(Entanglement) 이용
◦
쌍을 이룬 두 큐비트 중 하나의 상태가 바뀌면,
공간 거리와 상관없이 다른 하나가 즉시 연동
•
관측하면 상태가 붕괴되기 때문에, 해킹 시도 = 바로 감지 & 무효화
•
중국: 미시우스(Micius) 위성으로 베이징–상하이 간 양자 통신 실험 성공
•
한국:
◦
SK텔레콤이 스위스 ID Quantique 인수
◦
과거 ‘갤럭시 Q’ 같은 양자 보안폰 시도
◦
최근 IONQ와 지분 교환 구조로 ‘창(양자컴) + 방패(양자보안)’ 동시 확보 전략
이 영역은 국가 안보와 직결되기 때문에,
국방부·정부 예산 + 민간 기업이 같이 달려드는 초대형 시장이 될 가능성이 큼.
5. 산업별 활용 포인트
1.
신약 개발
•
분자 상호작용 시뮬레이션을 수년 → 수일/수시간으로 단축
•
KRAS 같은 난공불락 타깃에 대해,
수십만~수백만 후보를 양자 시뮬레이션으로 추려내고
유망 후보만 실제 합성·실험으로 가져가는 구조
2.
신소재·배터리·촉매
•
태양전지, 고강도 구조물, 장수명 배터리, 촉매 등
•
자동차·배터리·화학 회사들이 한 번만 대박 소재를 잡아도 게임 체인저가 될 수 있어
양자 시뮬레이션 도입에 적극적
3.
금융 (포트폴리오·ETF 리밸런싱)
•
종목 수가 많아질수록 리밸런싱 최적화가 기하급수적으로 복잡해짐
•
목표: 거의 실시간에 가까운 리밸런싱을 할 수 있는 양자 ETF·양자 포트폴리오 솔루션
6. 2025년 이후 투자 전략 (NISQ 시대 관점)
정지훈 교수 정리:
•
2025 ~ 2028년 = NISQ 시대
◦
NISQ: Noisy Intermediate-Scale Quantum
▪
노이즈(오류)가 여전히 크고
▪
수십~수백 큐비트 수준의 중간 규모
◦
이 시기에는 양자컴퓨터 ‘단독’으로 해결 가능한 문제는 제한적
◦
현실적인 그림:
▪
양자 + AI + 고전 컴퓨팅(GPU/CPU)을 섞은 하이브리드가 메인
▪
이 하이브리드 구간에서 엔비디아 같은 GPU 플랫폼 플레이어의 역할이 매우 커진다는 관점
7. 결론: 지금 단계에서의 투자 관점 (텍스트 범위 내)
여기까지 나온 내용을 종합하면, 지금 시점에서의 큰 그림은 이렇게 정리할 수 있습니다.
1.
타이밍 관점
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지금은 AI 딥러닝 2014~15년 구간과 비슷한 ‘프리-붐’ 구간
•
상장 양자 하드웨어 기업들은 이미 한 번 테마를 탄 뒤 조정 국면을 거쳐,
이제 다시 실사용·산업 적용 뉴스에 따라 재평가가 시작되는 단계
2.
섹터 배분 관점
•
하드웨어:
◦
상장사들은 “테마성 변동성 + 장기 옵션”으로 보고,
◦
진짜 기술 승자는 비상장/후발 스타 + M&A에서 나올 가능성도 염두
•
소프트웨어·알고리즘:
◦
빅테크(IBM, 구글, MS, 아마존)의 플랫폼 장악 여부가 핵심
◦
Qiskit·Cirq·Azure Quantum·Braket 생태계 성장 속도 주목
•
양자 보안/통신:
◦
PQC 표준화 + 네트워크 인프라 교체 사이클 →
장비·칩·프로토콜 업체에 10년 단위의 구조적 수혜 발생 가능
3.
하이브리드 구간의 현실
•
향후 3~5년은 “양자 단독”이 아니라
GPU·AI와 묶인 하이브리드 컴퓨팅 투자를 먼저 보는 게 더 현실적
정리하면,
‘양자=당장 돈 되는 테마’라기보다는10년짜리 장기 사이클의 초입, 포지셔닝 구간이라는 메시지에 가깝습니다.
8. FAQ
Q1. 지금 당장 양자컴 관련 개별주에 크게 베팅해야 할까?
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텍스트 기준으로는 교수도 **“아직 NISQ 단계, 본게임 전”**이라는 뉘앙스가 강합니다.
•
개별 하드웨어주는 고위험·고변동 장기 콜옵션에 가깝고,
당장은 빅테크·GPU·보안 인프라 쪽이 더 리스크 대비 합리적일 수 있습니다.
Q2. 양자 때문에 보안/통신 장비 교체가 진짜로 다 일어날까?
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양자 컴퓨터가 실제 암호를 깨기 시작하는 시점이 오면,
국가 안보·금융 시스템 특성상 통째로 교체할 수밖에 없습니다.
•
그래서 양자 보안·통신은 “되기만 하면 시장 크기 자체는 말도 안 되게 큰 섹터”로 인식됩니다.
Q3. 왜 한국(SK텔레콤)이 양자 보안에서 자주 언급되나?
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SK텔레콤이 ID Quantique 인수 → IONQ와 지분 교환으로
양자 보안·양자 컴퓨터 쪽에 같이 발을 걸쳐두었기 때문입니다.
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“창(양자 컴)”과 “방패(양자 보안)”를 동시에 가져가려는 전략으로 해석할 수 있습니다.
Q4. 구글·엔비디아 중 양자 시대에 더 유리한 쪽은?
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성격이 다릅니다.
◦
구글: 하드웨어 + 자체 플랫폼(Cirq) 최적화, 자사 서비스에 깊게 박는 스타일
◦
엔비디아: **GPU + 양자 시뮬레이터 + 소프트웨어 생태계(CUDA 확장)**를 묶으려는 플랫폼 비즈니스
•
둘 다 수혜가 가능하지만, 엔비디아는 “하이브리드 시대의 툴 제공자” 포지션이 더 강합니다.
