양자 역학의 응용이 다양한 기술 분야로 확산되고 있다. 구글이나 IBM 등 대기업이 심혈을 기울이고 있는 양자컴퓨터는 물론이고, 통신과 사이버보안, 센서 등에서도 양자 이론을 응용하는 연구도 활발하다. 그 연구의 중심에는 양자 기술 상용화에 뛰어든 스타트업 기업들이 대거 포진해 있다. 이와 관련, 벤처캐피탈 조사•분석 전문기관인 CB인사이트는 특히 주목할 만한 스타트업 기업이 약 75개 사에 이른다고 밝혔다. 그 내용을 요약, 소개한다.

전문가들은 수십 년 전부터 양자 기술은 경제와 안보, 의료 등에 변화를 가져올 것으로 예측해 왔다. 양자 혁명이 아직 본격화 되지는 않았지만, 그 파장은 빠르게 증폭되고 있다.

구글, IBM 등과 같은 기술 주도 대기업들은 양자컴퓨팅의 벽을 뛰어넘으려고 거액을 투입하고 있고, 마이크로소프트와 아마존은 클라우드에서 양자컴퓨터 프로그래밍 툴을 제공하기 시작했다.

이러한 활발한 활동을 지탱하는 것은 양자 기술의 상용화를 추진하는 스타트업이다.

예를 들어, 미국 이온Q(IonQ) 등은 양자 계산을 실현하는 하드웨어를 개발한다. 영국 캠브리지 퀀텀 컴퓨팅(Cambridge Quantum Computing)은 기존의 시스템에서는 불가능한 양자 소프트웨어의 개발에 힘을 쏟고 있다.

스타트업들은 계산 영역 뿐 아니라 통신(캐나다 퀀트로피, Quantropi), 사이버보안 (영국 포스트 퀀텀, Post-Quantum), 센서(스위스 Q나미, Qnami) 등 새로운 분야에도 도전하고 있다.

투자자들도 이들 스타트업들을 주목하고 있다. 2019년 양자 기술 스타트업에 대한 투자 건수는 40건, 투자액은 4억 달러 이상으로 모두 사상 최고치를 갱신했다.

■ 카테고리 내역

양자 계산 하드웨어 : 이 카테고리의 기업은 양자컴퓨터를 개발하고 있다. 기존의 컴퓨터가 ‘0’과 ‘1’의 조합으로 계산하는 데 대해, 양자컴퓨터는 “0이면서 동시에 1이기도 하다”는 상태(양자비트)를 이용해 계산한다. 이것에 의해 새로운 계산 방법이 가능해 기존의 컴퓨터보다 훨씬 더 강력한 컴퓨터를 실현한다.

이 카테고리에는 미국 사이퀀텀(PsiQuantum, 조달금액 2억7900만 달러), 캐나다 D웨이브 (D-Wave, 2억3900만 달러), 미국 리겟티(Rigetti, 1억9800만 달러) 등 자금 조달금액이 가장 많은 양자 기술 스타트업들이 이름을 올리고 있다.

양자 계산 소프트웨어 : 이 카테고리의 기업은 양자컴퓨터용 소프트웨어를 개발하고 있다.

예를 들어, 미국 자파타(Zapata) 컴퓨팅과 캐나다 1Q비트(1QBit)는 기업과 제휴하여 특정 비즈니스에 부합하는 양자 소프트웨어를 개발한다. 이 카테고리에는 신약 개발(캐나다 프로테인큐어, ProteinQure)이나 금융(캐나다 어댑티브 파이낸스 테크놀로지즈, Adaptive Finance Technologies), 제조업(캐나다 솔리드 스테이트 AI, Solid State AI) 등 양자 계산을 각 산업의 용도에 적용하고 있는 기업도 포함된다.

양자 통신 : 이 분야의 기업은 안전한 메시지를 송신하기 위해 양자 기술을 이용하고 있다. 주요 응용 분야는 상호 작용에 의한 양자 상태의 변화를 이용하여 암호화키를 전송하는 '양자키 배송(QKD)'으로, 이것으로 누군가가 메시지를 엿들었는지를 파악할 수 있다.

미국 스펙트럴(SpeQtral)이나 캐나다 QEYnet 등 QKD를 다루는 일부 기업은 위성을 통해 이 기술을 활용할 수 있는 거리를 늘리려 하고 있다. 미국 쿤넥트(Qunnect) 등은 양자 통신 네트워크 관련 인프라 부품을 개발하고 있다.

난수(random number) 생성기 :이 카테고리의 스타트업은 양자 이론에 근거해, 알고리즘에서 추측할 수없는 난수를 생성한다. 이것을 통해 보안을 강화할 수 있다.

영국 크립트 퀀티크(Crypto Quantique)는 양자 이론에 근거한 난수를 이용해 사물인터넷(IoT) 사이버보안 플랫폼의 암호화키를 생성한다. 스페인 큐사이드(Quside) 등은 다른 시스템에 결합하는 모듈 방식의 난수 생성기를 판매하고 있다.

양자 센서 : 양자비트 등 양자의 성질은 주위 환경에 따라 빠르게 변화한다. 이것은 양자컴퓨터에는 난제지만, 더 나은 센서를 개발하는데 있어서는 장점이 된다.

독일 엔 비전(NVision)과 미국 QDTI 등은 자기공명영상장치(MRI) 스캐너 등 의료 영상 장비의 정확도를 높이기 위해 양자 기술을 활용하고 있다.