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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 양자컴퓨팅이 미래 산업의 핵심 인프라로 부상하면서 기업 경쟁력의 기준도 빠르게 변화하고 있다. 단순히 양자컴퓨터 한 대를 개발하는 것을 넘어 양자칩과 핵심 하드웨어, 운영체제, 개발 플랫폼, 산업용 소프트웨어, 보안까지 아우르는 독자적인 기술 생태계를 구축할 수 있는지가 장기 경쟁력을 좌우하는 핵심 요소로 떠오르고 있다.

이러한 점에서 본원양자(本源量子·Origin Quantum)는 중국 최초의 양자컴퓨팅 기업이라는 상징성을 넘어, 풀스택 기술 체계를 구축하며 산업화 기반을 마련한 대표 기업으로 평가받고 있다.

현재 양자컴퓨팅 산업은 전세계적으로 본격적인 범용 상용화 단계로 진입하기까지는 시간이 필요하지만, 향후 수십 년간 가장 높은 성장 잠재력을 가진 분야 중 하나로 꼽힌다.

기술 자립과 산업 생태계 구축을 앞세운 본원양자의 행보가 중국 양자컴퓨팅 산업의 미래를 가늠하는 핵심 지표로 주목 받는 이유도 여기에 있다.

◆ 5대 제품 라인 구축, 수직 통합 생태계 강화

본원양자는 양자칩 설계부터 양자컴퓨터 제조, 운영체제, 프로그래밍 프레임워크, 산업용 응용 소프트웨어까지 대부분의 핵심 기술을 자체 개발하는 중국의 유일한 풀스택 양자컴퓨팅 기업으로 평가 받고 있다.

핵심 제품라인을 살펴보면, 교육 제품을 제외하고 △양자컴퓨터 △핵심 하드웨어 △소프트웨어 플랫폼 △산업 응용 소프트웨어 △항양자 보안 등 5대 제품군을 구축하며 양자컴퓨팅 전 주기를 아우르는 수직 통합 생태계를 확대하고 있다.

대표 제품인 '본원오공(本源悟空)'​은 초전도 큐비트 기반 양자컴퓨터다. 초전도 큐비트 방식은 현재 IBM과 구글 등 글로벌 주요 기업이 채택하고 있는 대표적인 양자컴퓨팅 기술 노선으로 꼽힌다.

본원양자는 2020년대 초부터 초전도 양자컴퓨터를 개발해 왔다. 1세대(6큐비트)와 2세대(24큐비트)에 이어 2024년 72개 큐비트를 탑재한 3세대 '본원오공'을 공개했다. 2026년 5월 초에는 180개 큐비트를 탑재한 4세대 '본원오공-180'​의 공식 가동을 시작하며, 전 세계 양자컴퓨팅 작업 수요를 받기 시작했다. 

현재까지 본원오공은 전 세계 163개 국가 및 지역 사용자에게 5000만 회 이상의 접속 서비스를 제공했으며, 90만 건 이상의 양자컴퓨팅 작업을 완료했다.

이와 함께 반도체 제조 기술을 활용한 '본원오본(本源悟本)' 반도체 양자컴퓨터도 연구·개발하며 서로 다른 양자컴퓨팅 기술 노선을 병행하고 있다.

하드웨어 분야에서는 양자칩을 비롯해 양자칩 공정 장비, 희석냉동기, 양자 측정·제어 시스템, 측정 제어 링크 등을 자체 제품군으로 확보했다. 이를 통해 양자컴퓨터의 핵심 부품부터 극저온 냉각, 제어 장비에 이르는 핵심 하드웨어 기술을 내재화하고 있다.

소프트웨어 부문에서는 양자컴퓨터 운영체제인 '본원사남(本源司南)'​을 중심으로 Q판다(QPanda) 양자 프로그래밍 프레임워크, VQNet 양자 머신러닝 프레임워크, Q판다3 런타임(QPanda3 Runtime) 등 개발 도구를 제공하며 양자 소프트웨어 생태계를 구축하고 있다. 이들 제품은 기능 고도화를 지속하며 양자 알고리즘 개발과 실행 환경을 지원하고 있다.

산업 응용 분야에서는 QDock, ChemiQ 등 신약 개발과 계산화학 소프트웨어를 비롯해 양자 선형대수 해석기 '본원량이(本源量易)', 양자 계산 유체역학 소프트웨어 '본원량우(本源量禹)', 양자칩 설계 플랫폼 '본원곤원(本源坤元)' 등을 선보이며 제약·소재·과학 계산 등 양자컴퓨팅 응용 분야 확대를 추진하고 있다.

이와 함께 항양자 보안 모듈과 보안 게이트웨이, 서버 암호기, 슈퍼 SIM 카드, 클라우드 보안 솔루션 등 양자내성암호(PQC)를 포함한 차세대 보안 기술 기반의 제품군도 개발하며 양자컴퓨터 시대에 대비한 보안 시장에도 대응하고 있다.

◆ 본원양자 강점 '양자컴퓨팅 경쟁 관건 풀스택 역량'

양자 컴퓨팅은 가장 큰 성장 여력을 보유한 양자기술 분야다. 양자비트의 중첩과 상호 간섭 특성을 활용해 연산 속도를 지수적으로 가속화하는 새로운 계산 패러다임으로, 산업 발전의 미래 열쇠로 주목 받고 있다. 향후 양자 컴퓨팅 연구의 초점은 양자 오류 수정 기술과 실용화 검증 두 가지 방향에 맞춰질 전망이다.

전 세계적으로 양자컴퓨팅은 아직 NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum·중간 규모의 노이즈가 있는 양자 시스템) 단계에 머물러 있으며, 기술 연구개발과 산업 응용 검증이 중심을 이루고 있다. 큐비트 품질 향상과 양자 오류 정정, 측정·제어 시스템 고도화, 외부 환경에 따른 디코히런스 억제 등 해결해야 할 기술적 과제가 여전히 많아, 대규모 범용 상용화까지는 상당한 시간이 필요하다는 평가가 지배적이다.

향후 양자 컴퓨팅 분야는 매우 큰 보폭으로 고속 성장할 전망이다.

중국 양자 기술 데이터 제공업체 퀀텀차이나(光子盒·Quantum China)에 따르면 2024년 50억4000만 달러 정도였던 전세계 양자 컴퓨팅 시장 규모는 연평균 복합성장률(CAGR) 87.64%로 고속 성장해 2030년에는 2199억7800만 달러에 도달하고, 2035년에는 범용적인 내결함성(일부 구성요소에 장애가 발생해도 전체 시스템이 중단 없이 계속 작동할 수 있는 능력) 단계에 진입하면서 시장 규모가 약 8077억5000만 달러에 달할 것으로 예측된다.

글로벌 주요국은 양자기술을 미래 전략산업으로 지정하고 투자를 확대하고 있다. 중국은 '15차 5개년 계획(2026~2030)'에서 양자과학을 중점 육성 분야로 포함했고, 미국과 유럽 역시 국가 차원의 지원 정책을 강화하며 양자컴퓨팅 기술 경쟁에 나서고 있다.

투자 시장의 관심도 커지고 있다. 중국에서는 2026년 들어 본원양자와 보색양자(玻色量子∙Qboson) 등 관련 기업의 대규모 자금 조달이 이어졌으며, 해외에서도 양자컴퓨팅 기업들의 IPO와 투자 유치가 활발해지고 있다.

산업 생태계는 크게 △양자 인프라·측정제어 △양자 프로세서(칩) △소프트웨어 스택 △클라우드 플랫폼 △응용 서비스 등 5개 분야로 구분된다. 향후 경쟁력은 단순한 양자칩 성능뿐 아니라 하드웨어, 제어 시스템, 소프트웨어, 클라우드 플랫폼을 통합하는 풀스택 역량에 의해 결정될 전망이다. 이러한 점에서 본원양자의 경쟁우위를 찾을 수 있다.

특히 핵심 영역인 양자컴퓨팅은 큐비트 안정성, 오류 수정, 핵심 부품 국산화 등 기술 과제가 남아 있으며, 연구 성과를 실제 산업 현장에 적용하는 상용화 능력이 핵심 경쟁 요소가 될 전망이다. 

pxx17@newspim.com