큐컨트롤, IBM 양자장비로 ‘실용적 양자 우위’ 주장…상용화 논쟁 재점화

양자컴퓨팅이 오랫동안 ‘기대’와 ‘회의’ 사이를 오간 가운데, 호주 양자인프라 소프트웨어 기업 큐컨트롤(Q-CTRL)이 공개형 IBM 하드웨어를 활용해 ‘실용적 양자 우위’를 입증했다고 주장했다. 이론 검증을 넘어 실제 산업 문제에서 기존 컴퓨팅 대비 3000배 성능 이점을 보였다는 설명이 나오면서, 양자컴퓨팅의 상용화 시점을 둘러싼 논쟁도 다시 달아오르고 있다.

미국 로스앤젤레스와 호주 시드니에 거점을 둔 큐컨트롤은 이번 주 IBM($IBM) 장비를 이용해 첨단 소재 내 전자 거동을 분석하는 문제를 풀었다고 밝혔다. 회사 측에 따르면 해당 문제는 전자 간 상호작용이 매우 복잡해 기존 슈퍼컴퓨터로는 계산 부담이 급격히 커지는 영역이다. 큐컨트롤은 여기서 기존 방식보다 약 3000배 높은 성능을 확보하면서도 허용 가능한 정확도를 유지했다고 설명했다.

마이클 비어척(Michael Biercuk) 최고경영자(CEO)는 2026년 5월 5일 화요일 미국 보스턴에서 열린 IBM ‘싱크 2026’ 행사 인터뷰에서 “실용적인 기계는 이미 여기 있다”며 “사람들이 실제로 중요하게 여기는 문제에서 IBM 장비를 기존 최고 수준의 재래식 대안보다 더 낫게 만들었다”고 말했다. 그는 이번 성과가 단순한 벤치마크 경쟁이 아니라 화학, 소재과학, 항법, 최적화 같은 분야에서 양자 시스템이 실제 문제 해결 도구로 넘어가는 전환점이라고 평가했다.

왜 소재과학이 중요했나

이번 실험의 핵심은 전자들이 강하게 상호작용하는 물질을 시뮬레이션하는 데 있다. 이런 문제는 고온 초전도체, 고밀도 배터리, 차세대 태양광 소재 연구와 맞닿아 있어 산업적 파급력이 크다. 특히 고온 초전도체는 비교적 높은 온도에서도 전기 저항 없이 전류를 흘릴 수 있어 오랫동안 주목받아 왔지만, 왜 그런 현상이 나타나는지는 아직도 명확히 규명되지 않았다.

기존 컴퓨터는 전자 상호작용이 시스템 규모와 함께 기하급수적으로 복잡해지기 때문에 계산 비용이 빠르게 불어난다. 반면 양자컴퓨터는 물질 자체와 같은 양자역학 법칙을 따르기 때문에, 이론적으로는 이런 상호작용을 더 자연스럽게 계산할 수 있다. 큐컨트롤은 바로 이 지점에서 양자컴퓨팅의 ‘실용성’을 입증하려 했다고 볼 수 있다.

다만 시장의 시각이 곧바로 낙관론으로 기울었다고 보기는 어렵다. 양자컴퓨터는 정보 단위인 큐비트가 매우 불안정하고, 오류율이 높으며, 극저온 환경이 필요하다는 기술적 제약을 안고 있다. 이런 이유로 상당수 연구자들은 여전히 상용화까지 긴 시간이 필요하다고 본다.

승부수는 하드웨어 아닌 소프트웨어

비어척 CEO는 이런 한계를 정면 돌파할 열쇠로 ‘소프트웨어’를 제시했다. 하드웨어 자체를 새로 만드는 대신, 기존 양자 장비 위에 인프라 소프트웨어를 덧씌워 오류를 줄이고 큐비트 활용을 최적화하는 방식이다. 그는 이를 반도체 결함이나 잡음으로 인한 데이터 손상을 보정하는 오류 수정 알고리즘에 비유했다.

하버드대 물리학 박사이자 양자 제어공학 교수 출신인 비어척이 약 9년 전 설립한 큐컨트롤은 양자 시스템 안정화와 성능 최적화에 초점을 맞춰 왔다. 회사 측에 따르면 자사 소프트웨어는 알고리즘에 맞는 최적의 큐비트를 자동 선택하고, 큐비트 간 간섭을 줄이며, 측정 오류를 최소화하는 작업을 수행한다. 이런 최적화 덕분에 1만4000회가 넘는 얽힘 연산도 처리할 수 있었다고 회사는 밝혔다. 얽힘은 입자들이 하나의 양자 상태를 공유해 서로 즉각 영향을 주는 현상으로, 양자컴퓨터의 연산 잠재력을 뒷받침하는 핵심 개념이다.

비어척 CEO는 “소프트웨어가 하드웨어를 ‘노래하게’ 만든다”고 표현했다. 결국 아직 완전하지 않은 양자 하드웨어도 소프트웨어를 통해 당장 의미 있는 수준까지 끌어올릴 수 있다는 주장이다.

항법·국방으로 번지는 상용화 실험

큐컨트롤은 소재과학 외 영역에서도 상업 가능성을 시험해 왔다. 지난해에는 GPS 없이도 작동할 수 있는 항법 시스템을 공개했다. 양자 센서와 소프트웨어 기반 오류 억제를 결합해 지구 자기장의 미세한 변화를 감지하는 방식으로, GPS 신호가 끊기거나 교란될 때 보조 항법 수단으로 활용할 수 있다는 설명이다.

이 기술은 이미 현장 배치 단계에 일부 들어섰다. 회사 고객으로는 록히드마틴($LMT)과 에어버스가 거론된다. 물류 경로 설정, 운송 일정 조정, 군 수송 계획 같은 최적화 문제도 양자컴퓨팅 적용처로 제시된다. 이는 양자컴퓨팅이 연구실 안에 머무는 기술이 아니라 방산·항공·산업 현장으로 확장될 수 있음을 보여주는 대목이다.

큐컨트롤은 이제 ‘정확히 계산할 수 있는가’를 넘어 ‘기존에 풀지 못한 문제를 탐색할 수 있는가’에 초점을 옮기고 있다. 회사 측은 현재 도구 대비 오차를 1% 이내로 관리할 수 있다는 점을 확인한 만큼, 앞으로는 고에너지 밀도 배터리, 광전소재, 화학 동역학 등 미지의 영역으로 연구를 넓힐 계획이라고 밝혔다. 실제로 빛과 특수 소재의 상호작용이나 새로운 화합물의 거동을 합성 전 단계에서 가상으로 예측할 수 있다면, 연구 기간을 수년에서 수개월로 줄이고 비용도 크게 낮출 수 있다.

IBM도 “이제는 과학 아닌 공학 문제”

이번 발표는 양자컴퓨팅이 정말 상업적 의미를 갖기 시작했는지를 둘러싼 업계 논쟁을 더 뜨겁게 만들 전망이다. IBM의 아르빈드 크리슈나(Arvind Krishna) CEO도 같은 행사 기조연설에서 “양자컴퓨팅을 무시하는 사람들은 아직 해결되지 않을 과학 문제로 본다”며 “그건 더 이상 사실이 아니다. 이제는 공학 문제”라고 말했다. 이어 IBM은 올해 안에 ‘양자 우위’에 도달할 수 있다고 보고 있다고 덧붙였다.

비어척 CEO 역시 양자컴퓨터가 기존 중앙처리장치(CPU)를 대체하는 범용 기기가 되리라고 보지는 않는다. 대신 그래픽처리장치(GPU)처럼 특정 작업을 가속하는 ‘전문화된 가속기’로 자리 잡고, 기존 컴퓨팅과 섞인 하이브리드 구조로 발전할 것이라는 관측을 내놨다. 현재 양자 장비는 사실상 ‘어셈블리 언어’ 수준으로 다뤄야 할 만큼 어렵지만, 장기적으로는 일반 개발자도 손쉽게 활용할 수 있는 고수준 추상화 도구가 핵심이 될 것이라는 설명이다.

이번 성과가 업계 전반의 합의로 이어지려면 독립적 검증과 추가 사례가 필요하다. 다만 양자컴퓨팅의 경쟁력이 하드웨어 성능 자체보다 ‘소프트웨어 보정’과 ‘산업 문제 적용’에서 먼저 드러날 수 있다는 점은 분명해졌다. 양자컴퓨팅이 먼 미래 기술이라는 인식도, 적어도 시장에서는 다시 써야 할 시점에 다가가고 있다.