양자컴퓨터라고 하면 아직도 먼 미래의 기술처럼 느껴지는 분들이 많을 겁니다.

실제로 우리가 일상에서 양자컴퓨터를 직접 사용하는 단계까지는 넘어야 할 기술적 장벽이 많습니다.

그런데 미국 정부의 움직임을 보면 분위기가 조금 다릅니다.

2026년에만 대규모 지원책이 잇따라 나왔고, 단순히 연구비를 지원하는 수준을 넘어 일부 기업에는 정부가 직접 지분까지 확보하는 구조를 도입했습니다.

아직 상용화 초기 단계인 산업에 미국 정부가 상당한 자금을 투입하고 있다는 점은 눈여겨볼 만합니다.

이번 포스팅에서는 최근 발표된 미국 정부의 양자컴퓨터 지원책부터 국내에 상장된 양자컴퓨팅 ETF 5종까지 차근차근 살펴보겠습니다.

미국 정부 양자컴퓨터 지원 이번에는 어떤 소식일까?

미국 에너지부 DOE는 9월 17일 Quantum Genesis Q Competition을 공식 발표했습니다.

목표는 명확합니다.

최소 100개의 논리 큐비트를 갖춘 내결함성 양자컴퓨터를 실제로 구현해 과학 연구에 사용할 수 있는 수준까지 끌어올리겠다는 겁니다.

전체 계획 규모는 최대 2억1,500만달러입니다.

현재 환율을 단순히 1달러당 1,390원으로 잡으면 약 2,989억원입니다.

계산식은

2억1,500만달러 × 1,390원

= 약 2,989억원입니다.

다만 여기서 중요한 부분이 하나 있습니다.

2억1,500만달러가 지금 당장 모두 확보된 돈은 아닙니다.

2026회계연도에 확보된 금액은 250만달러이고, 나머지 자금은 향후 미국 의회의 예산 승인을 전제로 합니다.

경쟁은 크게 두 단계로 진행됩니다.

1단계에서는 검증 계획과 초기 프로토타입 등의 목표를 달성한 기업에 최대 150만달러가 지급됩니다.

2단계부터 규모가 확 커집니다.

최소 100개 논리 큐비트를 갖춘 양자컴퓨터를 구현하면 총 1억달러 규모의 성과 보상금을 참가 기업들이 나눠 받습니다.

여기에 150개 논리 큐비트와 200개 논리 큐비트 기준을 각각 달성하면 5,000만달러 규모의 추가 보상금 풀이 따로 마련돼 있습니다.

신청 마감은 2026년 10월 19일이며 대상은 미국 내 민간 영리기업입니다.

단순히 연구를 지원하는 것이 아니라 일정 수준의 성능을 실제로 보여주는 기업에 큰 보상을 제공하는 경쟁 방식이라는 점이 흥미로운 부분입니다.

보조금을 넘어 지분 투자까지

미국 정부가 왜 주주가 될까?

미국 정부의 양자컴퓨터 지원은 이번이 처음이 아닙니다.

오히려 규모만 보면 지난 5월 발표가 훨씬 컸습니다.

미국 상무부는 5월 21일 CHIPS and Science Act 재원을 활용해 양자컴퓨팅 관련 9개 기업과 총 20억1,300만달러 규모의 투자의향서를 체결했습니다.

약 2조8,000억원 규모입니다.

더 눈에 띄는 건 지원 방식입니다.

미국 정부는 자금을 지원하는 조건으로 각 회사의 소수 비지배 지분을 확보하는 구조를 적용했습니다.

즉 정부가 돈만 지원하고 끝나는 것이 아니라 해당 산업의 성장에 직접 이해관계를 갖게 되는 겁니다.

가장 많은 지원을 받는 곳은 IBM입니다.

IBM은 최대 10억달러를 지원받아 뉴욕주 올버니에 양자 반도체 전문 파운드리 회사인 Anderon을 구축할 계획입니다.

IBM 역시 자체적으로 10억달러를 추가 투입할 예정입니다.

기업별 계획 금액을 보면 다음과 같습니다.

IBM 10억달러

GlobalFoundries 3억7,500만달러

Atom Computing 1억달러

D-Wave Quantum 1억달러

Infleqtion 1억달러

PsiQuantum 1억달러

Quantinuum 1억달러

Rigetti Computing 최대 1억달러

Diraq 최대 3,800만달러

전체 합계 20억1,300만달러입니다.

다만 이 발표 당시 상당수 계약은 최종 자금 지급이 끝난 상태가 아니라 투자의향서 단계였다는 점은 구분해서 볼 필요가 있습니다.

정부 지원 발표와 실제 자금 집행 사이에는 차이가 있을 수 있기 때문입니다.

논리 큐비트 100개 왜 이 숫자가 중요할까?

양자컴퓨터 관련 뉴스를 보다 보면 물리 큐비트와 논리 큐비트라는 표현이 계속 등장합니다.

쉽게 설명하면 물리 큐비트는 실제 양자 연산을 담당하는 기본 단위입니다.

문제는 양자 상태가 워낙 민감해 작은 잡음에도 오류가 쉽게 발생한다는 겁니다.

그래서 여러 물리 큐비트를 활용해 오류를 감지하고 수정하면서 안정적인 계산을 수행할 수 있도록 만든 것이 논리 큐비트입니다.

얼마나 많은 물리 큐비트가 논리 큐비트 하나에 필요한지는 하드웨어와 오류율, 오류정정 방식에 따라 크게 달라집니다.

그래서 단순히 물리 큐비트 숫자가 많다고 좋은 양자컴퓨터라고 볼 수는 없습니다.

실제로 미국 에너지부가 이번 대회의 핵심 기준으로 내세운 것도 물리 큐비트가 아니라 최소 100개의 논리 큐비트입니다.

여기에 수억 회 규모의 내결함성 연산까지 수행할 수 있어야 합니다.

결국 앞으로 양자컴퓨터 기업을 볼 때는 단순히 큐비트 숫자만 볼 것이 아니라 오류율과 논리 큐비트, 오류정정 능력을 함께 확인할 필요가 있습니다.

아이온큐도 다시 움직였다

기술 발표가 이어지는 이유

9월에는 아이온큐에서도 새로운 연구 결과가 나왔습니다.

아이온큐는 오크리지 국립연구소, 엔비디아, 테네시대학교 녹스빌과 함께 생성형 AI를 활용해 양자 최적화 회로를 직접 만드는 방법을 공개했습니다.

기존에는 최적의 양자회로를 만들기 위해 반복적으로 파라미터를 조정해야 했지만, 이번 연구에서는 학습된 생성형 모델이 회로를 직접 만들어 계산 과정을 단순화하는 방법을 제시했습니다.

아이온큐 주가는 9월 17일 9.50% 오른 40.34달러에 마감했습니다.

계산하면

40.34달러 - 36.84달러

= 3.50달러 상승

3.50 ÷ 36.84 × 100

= 약 9.50%입니다.

다만 하루 주가 상승을 특정 연구 발표 하나 때문이라고 단정하기는 어렵습니다.

당시에는 미국 정부의 양자컴퓨팅 지원책과 아이온큐의 여러 연구 발표가 동시에 이어지고 있었기 때문입니다.

실제로 다음 날인 9월 18일 아이온큐는 다시 3.00% 하락했습니다.

양자컴퓨터 관련주의 높은 변동성을 그대로 보여주는 사례이기도 합니다.

엔비디아 양자 Ising 무엇이 달라지는 걸까?

양자컴퓨터 분야에 엔비디아도 본격적으로 들어오고 있습니다.

엔비디아는 미국 현지시간 4월 14일 세계 최초의 오픈소스 양자 AI 모델 제품군인 NVIDIA Ising을 공개했습니다.

Ising의 역할은 크게 두 가지입니다.

하나는 양자 프로세서를 계속 정확한 상태로 유지하기 위한 보정 작업이고, 다른 하나는 양자 연산 중 발생하는 오류를 실시간으로 해석하고 수정하는 작업입니다.

기존에는 양자 프로세서 보정 작업에 며칠이 걸리는 경우도 있었는데, 엔비디아는 Ising Calibration을 통해 이를 수시간 수준까지 줄일 수 있다고 설명했습니다.

Ising Decoding은 현재 널리 사용되는 오픈소스 방식인 PyMatching과 비교해 오류정정 해독 속도가 최대 2.5배 빠르고 정확도는 최대 3배 높다고 밝혔습니다.

이미 실제 사용 사례도 나오고 있습니다.

Ising Calibration은 Atom Computing, Infleqtion, IonQ 등에서 활용되고 있고, 오류정정용 Ising Decoding에는 연세대학교도 참여하고 있습니다.

양자컴퓨터 성능을 높이기 위해서는 큐비트 숫자를 늘리는 것뿐 아니라 오류를 얼마나 빠르고 정확하게 잡느냐가 중요합니다.

엔비디아가 GPU와 AI 기술을 양자 오류정정 분야까지 확장하는 이유도 여기에 있습니다.

양자컴퓨터 ETF 5종 무엇이 서로 다를까?

개별 양자컴퓨터 기업의 변동성이 부담스럽다면 국내 상장 ETF를 통해 여러 기업을 한 번에 담는 방법도 있습니다.

현재 국내 증시에 상장된 대표적인 양자컴퓨팅 ETF는 5종입니다.

KIWOOM 미국양자컴퓨팅

SOL 미국양자컴퓨팅TOP10

KoAct 글로벌양자컴퓨팅액티브

PLUS 미국양자컴퓨팅TOP10

RISE 미국양자컴퓨팅

이름은 비슷하지만 실제 투자 방식은 꽤 다릅니다.

SOL 미국양자컴퓨팅TOP10은 미국 양자컴퓨팅 관련 핵심 기업 10개에 집중 투자합니다.

RISE 미국양자컴퓨팅은 하드웨어와 소프트웨어 영역을 나눠 총 20개 기업에 분산하는 구조입니다.

PLUS 미국양자컴퓨팅TOP10은 10개 핵심 기업을 담되 조정 동일가중 방식을 사용합니다.

반면 KoAct 글로벌양자컴퓨팅액티브는 미국뿐 아니라 한국과 일본 등 글로벌 기업까지 편입하며 펀드매니저가 종목과 비중을 적극적으로 조정합니다.

KIWOOM 미국양자컴퓨팅은 국내 양자컴퓨팅 ETF 가운데 가장 먼저 상장된 상품으로 비교적 많은 종목에 분산 투자하는 구조입니다.

같은 양자컴퓨팅 ETF라도 어떤 기업을 얼마나 담고 있는지가 상당히 다르다는 이야기입니다.

ETF 수익률도 크게 갈린다

실제 수익률을 보면 이런 차이가 더욱 분명해집니다.

동일하게 확인 가능한 2026년 9월 10일 NAV 기준 최근 1년 수익률을 보면

KoAct 글로벌양자컴퓨팅액티브 약 51.22%

SOL 미국양자컴퓨팅TOP10 약 27.91%

RISE 미국양자컴퓨팅 약 25.64%

KIWOOM 미국양자컴퓨팅 약 22.60%

PLUS 미국양자컴퓨팅TOP10 약 12.21%

수준이었습니다.

1위와 5위 차이를 계산하면

51.22% - 12.21%

= 39.01%포인트입니다.

똑같이 양자컴퓨터라는 이름을 달고 있어도 결과는 크게 달랐습니다.

다만 과거 1년 수익률이 앞으로도 그대로 이어진다는 의미는 아닙니다.

양자컴퓨터 전업 기업 비중이 높으면 상승장에서 더 크게 오를 수 있지만 하락할 때 낙폭도 커질 수 있습니다.

그래서 ETF를 볼 때 단순히 최근 수익률만 비교하기보다는 아이온큐와 디웨이브, 리게티, 인플렉션 같은 전업 기업 비중이 얼마나 되는지도 함께 확인하는 것이 중요합니다.

양자컴퓨터 시장 정말 크게 성장할까?

양자컴퓨팅 시장에 대한 장기 전망은 상당히 큽니다.

다만 시장조사기관마다 전망치가 크게 다르기 때문에 숫자 하나를 절대적인 기준으로 볼 필요는 없습니다.

BCG는 양자컴퓨팅이 2040년까지 전 세계적으로 약 4,500억~8,500억달러의 경제적 가치를 만들어낼 가능성이 있다고 전망했습니다.

이 가운데 양자컴퓨팅 하드웨어와 소프트웨어 공급업체 시장은 약 900억~1,700억달러 규모로 예상했습니다.

참고로 IBM이 최근 발표에서 언급한 2040년 최대 8,500억달러라는 숫자도 IBM 자체 전망이 아니라 BCG의 분석을 인용한 것입니다.

장기 성장 기대는 분명 크지만 아직 해결해야 할 문제가 많습니다.

오류정정과 큐비트 확장, 냉각과 제어 시스템, 실제 산업에서 고전컴퓨터보다 우위를 보여주는 문제 등을 해결해야 합니다.

BCG 역시 현재 양자컴퓨터가 상업적·과학적 분야에서 고전컴퓨터를 확실하게 넘어서는 실질적 우위를 제공하는 단계는 아니라고 평가하고 있습니다.

기대만큼 불확실성도 큰 산업이라는 의미입니다.

3년 뒤 10배? 가능성보다 먼저 봐야 할 것

양자컴퓨터 기업들의 기술이 빠르게 발전하고 있고 미국 정부의 지원도 커지고 있는 것은 사실입니다.

하지만 그렇다고 특정 기업의 주가가 몇 년 안에 몇 배씩 오를 것이라고 계산하는 것은 전혀 다른 문제입니다.

특히 양자컴퓨팅 전업 기업 상당수는 아직 연구개발 투자가 많은 단계라 현재 실적만으로 기업가치를 설명하기 어렵습니다.

그러다 보니 기술 발표와 정부 지원, 계약 수주 같은 뉴스에 주가가 크게 움직이는 경우가 많습니다.

반대로 기대했던 기술 목표가 늦어지거나 추가 자금조달이 필요해지면 주가가 큰 폭으로 조정받을 수도 있습니다.

저도 중성원자 방식의 양자컴퓨팅 기술을 관심 있게 보고 있어 인플렉션, Infleqtion에 투자하고 있습니다.

3월부터 투자하면서 수익률이 한때 약 80%까지 올라갔다가 다시 큰 폭으로 떨어지는 과정도 경험했습니다.

직접 투자해 보니 이 분야의 변동성이 얼마나 큰지 확실히 체감하게 됩니다.

그래서 저는 단기적인 주가 움직임보다는 최소 5년 정도의 기간을 보고 기술 개발과 실적을 계속 확인하면서 접근할 생각입니다.

미국 정부의 움직임만 놓고 보면 양자컴퓨터를 단순한 먼 미래 기술로만 보기는 어려워지고 있습니다.

5월에는 상무부가 9개 기업에 최대 20억1,300만달러 규모의 지원 계획을 내놓으면서 소수 지분까지 확보하는 구조를 도입했고, 9월에는 에너지부가 최대 2억1,500만달러 규모의 Quantum Genesis Q Competition을 시작했습니다.

여기에 엔비디아의 AI 기반 오류정정 기술과 아이온큐를 비롯한 양자컴퓨터 기업들의 연구 성과까지 계속 나오고 있습니다.

미국과 중국을 비롯한 주요 국가가 양자기술을 경제와 국가안보 측면의 핵심 기술로 다루고 있다는 점도 장기적으로 지켜볼 부분입니다.

하지만 정부가 돈을 넣는다는 사실과 투자 수익이 보장된다는 것은 전혀 다른 이야기입니다.

아직 상용화 과정에서 해결해야 할 기술적 문제가 많고, 관련 기업 상당수의 주가도 실적보다는 미래 기대에 민감하게 움직이고 있습니다.

따라서 양자컴퓨터 관련주나 ETF에 관심이 있다면 최근 수익률만 보기보다는 어떤 방식의 양자컴퓨터에 투자하는지, 전업 기업 비중은 얼마나 되는지, 기술 개발 단계와 현금흐름은 어떤지를 함께 확인하는 것이 중요합니다.

무엇보다 이 분야는 하루에도 두 자릿수 등락이 나올 수 있는 고변동성 섹터라는 점은 꼭 기억해 둘 필요가 있습니다.