양자컴퓨터 테마 이해부터 관련주까지

양자컴퓨터 테마 썸네일

초전도체, 맥신을 이은 양자컴퓨터 테마

양자컴퓨터 이미지 (출처 : 구글이미지)

양자 컴퓨터, 반도체 성능 향상의 핵심

전 세계 반도체 업계들의 공통적인 목표는

공정 미세화입니다.

반도체를 만드는 법을 간단하게 보면,

웨이퍼라는 원판에 전기 회로의 선폭을 그려 넣어 만듭니다.

이때 회로의 선폭은 10억 분의 1미터인 1 나노미터 단위로 계산합니다. 

이 나노 공정(회로의 선폭을 그리는 것)이 미세화할수록 더 얇고 많은 전기회로를 그려낼 수 있어

생산 효율과 성능이 높은 반도체를 생산할 수 있다고합니다.

삼성전자와 TSMC 등의 주요 반도체 생산 업체들도 공정 미세화에 많은 투자를 하고 있습니다. 

 

다만, 반도체 공정이 미세화될수록

양자 터널링 효과로 한계가 생깁니다. 

터널링은 양자역학의 입자와 파동이 일반적으로 통과하지 못하는 물체를

통과하게 되는 것인데, 일반적으로 못 지나가는 산을 터널을 통해

(입자와 파동이) 뚫고 지나가는 것을 생각하시면 될 것 같습니다.

반도체 공정이 미세화된다는 것은 결국 반도체

선폭이 얇아져(미세해져) 전자가 회로를 이탈하게

되는 것입니다. 

전자가 밖으로 빠져나가니 당연히 전류가

누설되고 소비전력이 높아져

반도체 성능을 저하시킵니다. 

중요한 것은 현재 기술로 이러한 터널링을

막을 수가 없다는 것입니다. 

그래서 대책으로 나온 것이 공정 개선에서의

발전이 아닌 컴퓨터 자체의

연산 능력을 키워보는 것(양자 컴퓨터)입니다.

 

양자 컴퓨터가 왜 게임체인저일까

양자컴퓨터 관련 글을 보면 '게임체인저'라는 말이 자주 나옵니다. 

그럼 양자컴퓨터에 대해 자세히 알아보겠습니다. 

양자컴퓨터는 양자역학 중 중첩과 얽힘이라는

현상을 활용해 연산을 처리하는 컴퓨터입니다. 

중첩은 컴퓨터의 언어가 0,1로 이뤄져 있는데

간단히 0,1을 동시에 가지는 것이라고 이해

하시면 될 것 같습니다. 

얽힘은 말 그대로 양자가 얽힌 상태인데

0과 1이 얽혀 01,10,11,00등을 가지는 것입니다. 

 

기존 컴퓨터는 0과 1이라는 2가지 언어로만

데이터를 처리하였습니다. 이것을 1비트 단위라고 합니다.

하지만, 양자 컴퓨터는 앞서 언급된 것처럼

0,1을 중첩시키고 얽히게 할 수 있으니

사용할 수 있는 언어가 엄청나게 늘어납니다.

이때 0,1이 얼마나 중첩됐는지에 따라 단위를 큐비트라고 부릅니다.

예를 들어 00,01 등은 2 큐비트, 000, 001은 3 큐비트라고 할 수 있습니다. 

 

핵심은 큐비트가 중첩될수록 처리가능한 데이터 양은 제곱으로 늘어난다는 것입니다. 

만약 100 큐비트면 기존 컴퓨터에 비해

2의 100 제곱만큼이나

같은 시간 내에 더 많은 데이터를 처리할 수 있습니다. 

실제로 구글이 개발한 53 큐비트 양자 컴퓨터는 기존 슈퍼컴퓨터가 1만 년 걸리는 연산을

단 3분 만에 처리하는 결과를 보였습니다. 

이 정도면 게임체인저라고 불릴만한 능력을 가진 것 같습니다. 

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우리가 알아둬야 하는 양자 컴퓨터의 문제점?

사실 엄청난 성능을 지닌 양자컴퓨터에는

큰 문제점이 있습니다. 

양자로 구성된 큐비트(앞서 언급됐던 00,01등)는

미세한 변화와 진동과 같은 

외부 노이즈(소음)에 따라 연산 오류가 무작위로 발생한다는 사실입니다. 

이러한 이유로 현재 개발 중인 양자 컴퓨터는

외부노이즈를 최소화하기 위해

초전도상태(클릭하면 관련 내용으로)를

기본조건으로 갖추고 있습니다. 

이를 유지하기 위해서는 역시나 엄청난 비용과

시간이 들어 양자컴퓨터를

일상화하는 것이 불가능한 것입니다.  

 

이번 양자컴퓨터 이슈의 핵심

23일, 24일 모두 양자컴퓨터 관련주들이 일제히 상한가를 기록했습니다. 

그 이유는 바로 양자컴퓨터 소재 발견 이슈때문이었습니다. 

한국원자력 연구원 연구진이 포함된 국제 공동 연구팀이 이번에 발견한 것은

상온에서도 대규모 양자 얽힘 현상을

구현할 수 있는 양자 소재 후보 물질(일명 QSL)을

확인한 것입니다. 

이번에 발견한 것은 터븀인듐산화물이라고 하는 것인데, 용어는 중요하지 않고

초전도 상태가 아니더라도 양자컴퓨터의

문제점인 연산 오류를 최소화할 수 있는

그러한 소재를 발견했다는 사실에 집중해야 합니다. 

이 소재도 양자 소재 후보 물질이기에 확실하게 상용화 가능하다는 결과는 

아니지만, 저명한 학술지에도 소개될 만큼 이론적으로는 구현 가능하는 

평가를 받고 있어 관심을 가질만한 것 같습니다. 

 

양자컴퓨터 관련주(이번 이슈와의 연관성)

◎ 우리로(현 주가 확인)

- 양자 암호기의 분배 장치와 광자 검출기용 칩을 개발한 사실이 있습니다. 

즉, 양자 암호 기술과 관련하여 특허가 있다는 점에서 엮인 것 같습니다. 

 

◎ 케이씨에스(현 주가 확인) 

- SK 텔레콤과 양자 암호칩 개발 진행 이력이 존재합니다. 

우리로와는 달리 양자 암호칩 개발 진행 단계에서 그칩니다. 

 

◎ 텔레필드(현 주가 확인)

- 양자키 분배장치와 양자암호 키 관리 시스템, 양자암호 기반 IP 보안장비

상용 시스템 개발에 성공했다고 밝힌 적이 있습니다. 

우리로와 마찬가지로 양자 암호 관련 기술이 존재합니다.

 

◎ 파이버프로

- ICT 양자통신 정보 보안용 양자 암호키 전송을 위한 광모듈 개발 과제를 수행했다고 합니다. 

쉽게 말해 이것도 양자 암호 관련 기술 개발 중이라 엮인 것 같습니다. 

 

대부분의 관련 주들이 직접적인 양자컴퓨터

개발이 아닌 양자 암호키와 같은 활용 분야의

기업들입니다. 

그렇기에 이번 테마 관련 매매를 하고자 한다면, 위의 관련주를 매매하시면 됩니다.

 

만약 실질적인 양자컴퓨터 개발 기업의 주식을

구매하고자 한다면

삼성전자나 구글, IBM과 같은 빅테크 기업들의 주식을 구매하는 것이 

좋아 보입니다.