양자컴퓨터 개발의 역사: 인류는 왜 ‘양자’에 도전했을까?

양자컴퓨터는 더 이상 공상과학 속 기술이 아니다.
구글, IBM, 마이크로소프트, 인텔 같은 글로벌 빅테크는 물론이고 각국 정부까지 양자컴퓨터 개발 경쟁에 뛰어들며 기술 패권을 두고 치열한 싸움을 벌이고 있다.

이 글에서는 양자컴퓨터 개발의 역사를 중심으로

  • 언제 개념이 등장했는지

  • 어떤 기술적 전환점이 있었는지

  • 왜 지금 양자컴퓨터가 주목받는지를 초보자도 이해할 수 있게 정리한다.

양자컴퓨터
양자컴퓨터 개발의 역사

양자컴퓨터란 무엇인가? (간단 정리)

기존 컴퓨터는 비트(bit) 를 사용한다.
비트는 0 또는 1 중 하나의 값만 가질 수 있다.

반면 양자컴퓨터는 큐비트(qubit) 를 사용한다.
큐비트는

  • 0과 1이 동시에 존재하는 중첩(superposition)

  • 멀리 떨어져도 상태가 연결되는 얽힘(entanglement)
    이라는 양자역학적 특성을 활용한다.

이 차이 때문에 특정 계산에서는
👉 기존 슈퍼컴퓨터보다 수천~수억 배 빠른 계산이 가능하다.

양자컴퓨터 개발의 시작: 1980년대 이론의 탄생

① 리처드 파인만의 문제 제기 (1981년)

양자컴퓨터 역사의 출발점은 노벨 물리학자 리처드 파인만이다.

그는 1981년 강연에서 이렇게 말했다.

“양자 세계를 시뮬레이션하려면, 컴퓨터 자체가 양자여야 한다.”

당시의 컴퓨터로는 양자 물리 현상 자체를 정확히 계산하는 것이 불가능했기 때문이다.
이 문제 제기가 양자컴퓨터 개념의 시초가 된다.

② 데이비드 도이치의 이론 정립 (1985년)

옥스퍼드 대학의 데이비드 도이치는
세계 최초로 보편적 양자컴퓨터 모델을 제시했다.

이때부터

  • “이론적으로 가능한가?” → “어떻게 구현할 것인가?”
    라는 질문으로 연구 방향이 바뀌기 시작한다.

1990년대: 양자컴퓨터 연구가 폭발한 이유

③ 쇼어 알고리즘의 등장 (1994년)

양자컴퓨터 역사에서 가장 중요한 사건 중 하나가
피터 쇼어(Peter Shor) 의 알고리즘 발표다.

쇼어 알고리즘은
👉 RSA 암호를 빠르게 해독할 수 있음을 증명했다.

이 의미는 엄청났다.

  • 기존 컴퓨터: 암호 해독에 수천 년

  • 양자컴퓨터: 이론적으로 수 시간~수 분

이때부터 미국 NSA, 각국 정부, 빅테크가
양자컴퓨터를 ‘국가 전략 기술’로 인식하기 시작한다.

2000년대: 실험실에서 현실로

2000년대는 이론 → 실험의 시기다.

  • 소형 양자 프로세서 구현

  • 수 개~수십 개 큐비트 실험 성공

  • 오류율 문제(노이즈)가 가장 큰 난관으로 부각

이 시기에는
👉 “양자컴퓨터는 가능하지만, 실용화는 요원하다”
는 회의론도 많았다.

양자컴퓨터
양자컴퓨터

2010년대: 빅테크의 참전과 기술 전환점

④ 구글·IBM·마이크로소프트의 경쟁

2010년대 들어 상황이 완전히 바뀐다.

  • IBM: 클라우드 기반 양자컴퓨터 공개

  • 구글: 초전도 큐비트 집중 투자

  • 마이크로소프트: 위상(topological) 큐비트 연구

특히 2019년, 구글은
👉 ‘양자 우월성(Quantum Supremacy)’ 달성을 공식 발표한다.

이는 기존 슈퍼컴퓨터로 수만 년 걸릴 계산을
양자컴퓨터로 200초 만에 해결했다는 주장이다.

논란은 있었지만,
양자컴퓨터가 실험 단계를 넘어섰다는 상징적 사건이었다.

2020년대: 양자컴퓨터 실용화 경쟁

현재 양자컴퓨터는
NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum) 단계에 있다.

즉,

  • 큐비트 수는 늘었지만

  • 오류율과 안정성은 아직 개선 필요

그럼에도 불구하고
다음 분야에서는 이미 실험적 활용이 시작됐다.

  • 신약 개발

  • 금융 리스크 분석

  • 물류·최적화 문제

  • 신소재·배터리 연구

  • AI 학습 가속

왜 양자컴퓨터가 미래 기술인가?

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터를 대체하지 않는다.
대신,

✔ 특정 문제에 압도적으로 강하다
✔ 국가 안보·산업 패러다임을 바꾼다
✔ 반도체 이후의 차세대 기술 축이다

그래서 각국은

“양자컴퓨터를 지배하는 나라가 미래를 지배한다”고 말한다.

양자컴퓨터 개발 역사의 핵심 포인트

  • 1980년대: 개념 탄생 (파인만, 도이치)

  • 1990년대: 암호 해독 가능성 입증 (쇼어 알고리즘)

  • 2000년대: 실험 단계 진입

  • 2010년대: 빅테크 경쟁, 양자 우월성

  • 2020년대: 실용화 전초전

양자컴퓨터는 아직 완성되지 않았다.
하지만 이미 되돌릴 수 없는 흐름이 됐다.