장기 성장을 노린다: 주목할 만한 양자 컴퓨팅 3대 주식

퀀텀 어드밴티지(Quantum Advantage)는 양자 관련 주식의 가치 평가를 뒷받침하는 핵심 개념이다. 0과 1로 이루어진 기존 비트 대신 동시에 0이자 1이 될 수 있는 큐비트(qubit)를 사용하면, 양자 컴퓨터는 현재 존재하는 가장 강력한 슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘을 수 있다. 그 결과, 분자나 복잡한 인간 시스템을 시뮬레이션하는 속도가 기하급수적으로 빨라져 생산성의 한계를 넘을 수 있다.

1년 전, 보스턴컨설팅그룹(BCG)은 2030년에서 2040년 사이에 폭넓은 양자 어드밴티지가 실현될 경우, 연간 운영이익 기준으로 900억~1,700억 달러의 가치가 창출될 수 있다고 예측했다. 하지만 AI 기술의 예측 불가능한 급진전으로 인해 이 시점은 더욱 앞당겨질 가능성도 있다.

물론 양자 컴퓨팅은 아직 해결해야 할 수많은 과제가 존재한다. 가장 중요한 것은 에러 수정 기술을 확장하는 것이다. 큐비트는 주변 환경과의 상호작용으로 인해 쉽게 정보를 잃는 ’디코히런스(decoherence)’ 문제가 발생하기 때문이다. 이를 극복하기 위해 소프트웨어 측면에서는 올바른 출력값을 증폭시키는 양자 알고리즘 간의 간섭(interference)이 필요하다.

투자자 입장에서는, 양자 컴퓨팅이 가진 혁신 잠재력이 AI보다 더 큰 투기적 성격을 띠는 동시에, 추적 가능한 주요 이정표들이 존재한다는 점에서 매력적이다.

다음은 장기적으로 가장 큰 잠재력을 지닌 3대 양자 컴퓨팅 관련 주식이다.

1. 아이온큐(IonQ, Inc.)

올해 들어 지금까지 아이온큐 (NYSE:IONQ) 주가는 약 7% 하락해 주당 40달러 수준에서 거래되고 있다. 그러나 지난 3개월 동안에는 주가가 100% 상승하며 강한 반등세를 보였다. 가장 최근인 월요일, 아이온큐는 영국에 본사를 둔 옥스퍼드 아이오닉스(Oxford Ionics)를 10억 7,500만 달러에 인수한다고 발표했다. 아이오닉스는 이온트랩 기술을 전문으로 한다.

이 기술은 양자 컴퓨터의 확장성을 높이는 데 핵심적이다. 전기장 안에서 큐비트를 유지하면 큐비트의 충실도(fidelity)가 높아지며, 이는 보다 실용적인 양자 연산으로 이어진다. 특히 주목할 점은, 아이오닉스가 이온트랩 기술을 표준 반도체 칩 위에 구현했다는 것이다. 이를 통해 기술은 특정 연구실을 넘어 산업적으로 확장될 수 있는 기반을 마련했다.

한 달 전 아이온큐는 또 다른 전략적 행보로 라이트싱크(Lightsynq)를 인수했다. 이 회사는 양자 컴퓨터 간 연결을 위한 세계 최초의 양자 메모리 구축에 주력하고 있다. 흥미롭게도, 라이트싱크는 아마존 (NASDAQ:AMZN) 웹서비스(AWS)에서 양자 네트워킹을 주도했던 Bhaskar, Machielse, Levonian이 이끌고 있으며, 이들은 양자 확장성의 병목 문제를 해결하고자 한다.

요약하자면, 아이온큐는 엔비디아 (NASDAQ:NVDA)가 AI 분야에서 해왔던 것처럼, 양자 기술의 풀스택 생태계를 구축해가고 있다. 실제로 아이온큐와 엔비디아는 2023년부터 CUDA-Q 플랫폼 협력을 이어오고 있으며, 아이온큐는 마이크로소프트의 애저(Azure)와 AWS에도 자사 하드웨어를 제공하고 있다. 데이터 센터를 위해서는 36큐비트 기반의 하이브리드 시스템 ‘Forte Enterprise’를 배포했으며, 이 시스템은 1큐비트 게이트 오류율이 0.02%에 불과하다.

가장 진보된 상용 양자 어드밴티지 시스템으로는 ‘Tempo’를 개발 중이다. 이 시스템은 100큐비트를 탑재하고 있으며, “역사상 가장 많은 사용 가능한 계산 상태”를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이 같은 인수 소식으로 시장의 주목을 받았음에도 불구하고, 월스트리트저널(WSJ)의 전망에 따르면 아이온큐 주가의 목표치는 현재 가격인 40달러와 비슷한 수준이다. 하단 기대치는 30달러, 상단 목표가는 50달러로 제시된다. 이는 양자 컴퓨팅 투자가 장기적인 안목이 필요한 게임이라는 점을 다시금 상기시켜 준다.

2. 디웨이브 퀀텀(D-Wave Quantum Inc.)

지난 5월 말 디웨이브 퀀텀 (NYSE:QBTS)에 대한 심층 분석 이후, 이 회사는 여전히 양자 컴퓨팅에 투자하기 위한 주요 선택지 중 하나로 남아 있다. Advantage2 양자 컴퓨터의 출시로 큐비트의 코히런스(coherence, 일관성)가 2배 향상된 점을 제외하면, 그 이후 새로운 이정표는 발표되지 않았다.

아이온큐의 직접적인 경쟁사인 디웨이브 역시 실질적인 사용 사례와 기업용 양자 애플리케이션을 위해 하이브리드 시스템 방식을 채택했으며, 이를 Leap라는 클라우드 인프라를 통해 제공하고 있다. 재무 측면에서는 2025년 1분기 기준 디웨이브의 현금 보유액은 3억 430만 달러로, 아이온큐의 6억 9,710만 달러에 비해 절반 수준이다.

Advantage2는 4,400개의 큐비트를 탑재하고 있으며, 아이온큐의 ‘게이트 모델’과는 달리 ‘어닐링(annealing) 방식’을 채택하고 있다. 이 방식은 범용 양자 계산보다는 대규모 최적화 작업에 더 적합하다. 경쟁 관계이긴 하지만, 이러한 차이로 인해 아이온큐와 디웨이브는 상호 보완적인 포지션을 갖게 되며, 디웨이브는 양자 어닐링 분야의 선두주자로서 QBTS 주식을 안정적인 양자 노출 수단으로 만들어준다.

올해 들어 QBTS 주가는 92% 상승했으며, 최근 3개월 동안에는 무려 265% 급등해 현재 약 18달러에 거래되고 있다. 하지만 평균 목표 주가는 현재 주가보다 상당히 낮은 12.83달러 수준이다. 하단 전망은 12달러, 상단 전망은 14달러로 제시되고 있다.

3. IBM(International Business Machines Corporation)

세 가지 양자 관련 주식 중에서, IBM (NYSE:IBM)은 가장 안전한 투자처 중 하나로 평가되지만, 시가총액 측면에서는 알파벳 (NASDAQ:GOOGL)이나 마이크로소프트 (NASDAQ:MSFT)보다는 영향력이 작다. 이는 새로운 양자 기술 성과가 나올 때마다 더 큰 성장 여지를 제공한다. AI 분야와 마찬가지로, IBM은 양자 컴퓨팅에서도 첨단 연구개발 부서를 보유하고 있다.

확장성 측면에서, IBM의 Quantum System Two는 병렬 실행이 가능한 모듈형 접근 방식을 채택하고 있으며, 최신 156큐비트 ‘헤론(Heron)’ 프로세서를 기반으로 한다. 헤론은 최대 5,000개의 2큐비트 게이트 연산을 수행할 수 있다. 지난 5월에는 도쿄대학(UTokyo)이 기존 Quantum System One을 업그레이드하며 헤론 프로세서를 도입한다고 발표했다.

IBM은 2027년까지 10,000개 게이트 연산이 가능한 수준으로 양자 연산의 확장을 목표로 하고 있다. 특히 실질적인 기업 활용과 실용적 사용에 있어 가장 중요한 요소는 오픈소스 툴킷인 Qiskit이다. Qiskit은 양자 알고리즘을 설계하고 실행하기 위한 표준화되고 다재다능한 프레임워크를 제공한다.

이 프레임워크에는 양자 기능 라이브러리, API, 오류 감소 기술, QPU 자원 최적화 도구 등이 포함되어 있다. 2030년 이후 IBM의 양자 로드맵은 10만 큐비트 규모의 분산형 시스템 ‘블루 제이(Blue Jay)’로, 10억 개의 게이트 연산을 수행할 수 있는 수준까지를 목표로 하고 있다. 가장 포괄적이고 안정적인 양자 투자처를 찾는다면, IBM이 그 해답이 될 수 있다.

현재 IBM 주가는 271달러이며, 평균 목표 주가는 254.81달러로 다소 낮다. 최저 전망치는 170달러, 최고가는 300달러로 제시된다. 올해 들어 IBM 주가는 약 24% 상승했으며, 주 수익원은 클라우드, 소프트웨어, 비즈니스 서비스 부문이다.

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