전기전자/정보통신

닛케이 일렉트로닉스_2602호 (p74-76)

1만 양자비트 이상이 가시권, 차세대 기기의 공급망 구축으로
양자컴퓨터

2026년은 1만 개 이상의 양자비트를 갖춘 차세대 양자컴퓨터 실현을 위한 기반을 다지는 해가 될 전망이다. 시스템의 대규모화를 위해 부품을 공급하는 국내 제조업체 등을 중심으로 공급망 구축이 진행되고 있다. 향후에는 실용적인 계산에 활용할 수 있는 대규모 차세대 기기 개발이 핵심 과제로 떠오를 것이다.

-- 후지쓰가 목표로 하는 이정표 --
후지쓰는 1만 개 이상의 양자비트를 갖춘 초전도 방식 양자컴퓨터를 2030년도(2031년 3월 결산기)까지 개발하겠다는 계획을 내세우고 있다. 국내외 부품 업체와 공동 개발한 부품을 조합해 대규모 양자 시스템을 구축해 나간다. 양자비트 수가 많을수록 복잡한 계산이 가능해지며, 소재 개발 등 실용적인 계산에 응용될 전망이다.

실용 수준의 계산이 가능한, 오류 내성 범용 양자컴퓨터(FTQC)를 실현하려면 일반적으로 100만 양자비트가 필요하다고 한다. 다만 후지쓰와 오사카대학 연구에 따르면, 계산 방식을 최적화하면 약 6만 양자비트로도 기존 컴퓨터를 능가하는 속도로 양자 알고리즘을 실행할 수 있다고 한다. 1만 양자비트는 그 목표를 향한 하나의 이정표가 된다.

후지쓰는 2025년 4월에 256 양자비트 양자컴퓨터를 개발했으며, 이 시스템을 발전시켜 2026년도에는 1000 양자비트, 2030년도에는 1만 양자비트로 확장해 나갈 계획이다. 1만 양자비트 시스템에서는 오류로부터 보호된 250개의 ‘논리 양자비트’를 구축할 수 있을 것으로 보인다. 양자컴퓨터에서는 여러 양자비트를 결합함으로써 오류 검출과 정정을 가능하게 하며, 이 집합을 논리 양자비트라고 부른다.

왜 논리 양자비트를 구축해야 할까? 그 이유는 물리 양자비트는 기존 컴퓨터의 비트에 비해 노이즈 영향을 크게 받아 오류가 발생하기 쉽고, 오류 정정 자체도 어렵다는 문제가 있기 때문이다. 시스템이 대형화되어 양자비트 수가 늘어날수록 오류가 누적되어 정확한 계산이 어려워진다. 이 때문에 전 세계적으로 논리 양자비트와 양자 오류 정정 연구가 활발히 진행되고 있다.

-- 제조 역량이 핵심 열쇠로 --
한편, 애초에 오류가 적은 양자 하드웨어를 개발하는 것도 중요한 과제다. 일반적인 컴퓨터와 달리 양자비트는 아날로그적으로 동작하기 때문에 정밀한 제어는 물론, 높은 정확도로 양자비트를 제조하는 기술이 요구된다. 더 엄밀히 말하면, 부품을 높은 치수 정확도로 만든다는 차원의 문제가 아니라, 부품을 구성하는 재료의 조성이나 결정 수준에서도 편차를 줄여야 한다.

정확한 양자비트 제조가 이루어지지 않으면 양자 오류로 이어져 시스템의 대형화가 어려워진다. 후지쓰에서 양자컴퓨터 개발을 주도하는 후지쓰연구소 펠로우 겸 양자연구소장인 사토(佐藤) 씨는 “제조 기술이 결국 모든 것을 좌우하게 될 것이다”라고 말한다. 또한 “이러한 제조 기술은 일본이 강점을 가진 분야다”라며 국내 부품 업체와의 협력에 큰 기대를 보였다.

대규모 양자컴퓨터를 구축하기 위해서는 이 밖에도 다양한 기능과 기술이 요구된다. 예를 들어, 높은 충실도를 유지한 상태에서의 양자칩 간 연결, 희석냉동기 내부 부품과 배선의 고집적화, 주파수 편차를 억제하면서 정밀하게 양자비트를 제어하는 기술, 극저온 환경에서 동작하는 케이블과 증폭기 등이 필요하다.

또한 장기적으로는 광(光)을 활용한 양자비트 간 연결 기술도 기대되고 있다. 이러한 요소 기술 개발을 위해 많은 기업이 연구개발과 공급망 구축에 나서고 있다. 국가 역시 양자 관련 산업을 선도하기 위한 정책을 추진하고 있다.

-- 유력 제조업체가 공급망을 정비 --
신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)가 추진하는 ‘포스트 5G 정보통신 시스템 기반 강화 연구개발 사업’에서는 다양한 기업이 양자컴퓨터에 필요한 기술을 연구개발하고 있다. 예를 들면, IHI와 닛폰산소(日本酸素)는 초전도 양자컴퓨터용 고효율 냉각 기술을 개발한다. 후지쿠라와 도시바는 극저온 환경에서 동작하는 소형 케이블 및 커넥터를, 하마마쓰 포토닉스는 광소재 기술을 각각 개발 중이다.

미쓰비시전기와 양자 스타트업 LQUOM(요코하마)은 양자컴퓨터 간 연결을 통한 확장성 확보 기술을, 통신기기 업체 KEYCOM(도쿄)은 극저온 환경에서 동작하는 고주파 신호 전송 기술을, 니혼가이시(NGK)와 야마주세라믹스(아이치현) 등은 박막 리튬나이오베이트(TFLN) 광기술을 개발한다. 이들 기업은 모두 고품질 부품을 공급할 수 있는 기술력을 강점으로 한다.

대규모화가 가능한 실기 개발에서는 후지쓰 외에도 여러 양자 스타트업이 경쟁하고 있다. OptQC(도쿄)는 광 방식, Qubitcore(요코하마시)는 이온 트랩 방식, Yaqumo(도쿄)는 중성 원자 방식, 와세다대학에서 창업한 Nanofiber Quantum Technologies(NanoQT)는 나노파이버 공진기 QED(양자 전기역학) 방식의 양자컴퓨터를 각각 개발 중이다. NEDO의 사업은 2025년부터 2027년까지 진행되며, 그 기간 동안 일정 수준의 성과를 낼 것으로 기대된다.

-- 다른 업종의 진입을 지원 --
우수한 기술을 보유한 국내 유력 기업의 양자 산업 진입을 지원하는 움직임도 가속화되고 있다. 산업기술종합연구소와 이화학연구소, NEC는 대규모 양자컴퓨터 시스템용 공급망 관련 기술 보고서를 2025년 9월에 공개했다. 양자컴퓨터와 관련된 정보를 널리 공유함으로써 일본이 강점으로 삼고 있는 소재 및 제조 분야 기업의 진입을 촉진하려는 목적이 있다.

산업기술종합연구소의 양자·AI 융합기술 비즈니스개발 글로벌연구센터(G-QuAT) 부센터장인 호리베(堀部) 씨는 “우리가 알지 못하는 기술을 보유한 기업과 접촉해, 그들의 뛰어난 기술을 양자 분야에서 활용할 수 있도록 만들고 싶다”라고 말했다. 실제로 최근 G‑QuAT에 양자 분야 협력을 제안하는 기업도 증가하고 있다.

전 세계 양자 기술 관련 시장은 2035년에 174억 달러(약 2조 6000억 엔) 규모로 성장할 것으로 예상되는 유망 분야다. 다양한 기술과 방식이 경쟁하는 가운데 아직 표준 해법은 정해지지 않았다. 국내 제조업체 입장에서 양자 산업은 많은 가능성을 지닌 분야라고 할 수 있다. 2026년은 일본 제조업의 강점을 발휘하기 위한 중요한 도약 준비 단계가 될 것으로 보인다.

 -- 끝 --
 

Copyright © 2026 [Nikkei Electronics] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.

닛케이 일렉트로닉스_2602호 목차

Hot News
・라피더스에 정부가 1조 엔 추가 지원, 1.4나노도 추진하며 2031년 상장
29년에 영업 흑자화 달성 목표

・후지쓰 “가능한 한 라피더스에 위탁”, 1.4나노 CPU 제조 조정 착수
차세대 CPU ‘FUJITSU-MONAKA-X’ 생산, 2029년 양산 목표

・캐논의 나노임프린트, 로직 반도체와 DRAM 적용에 현실성
2027년 양산 가시권, 다이닛폰인쇄(DNP)와 후지필름과 협력

・반도체 레지스트 신흥 강자 ‘MOR’, 도쿄일렉트론에 미국 기업 도전
삼성전자 등이 양산 도입에 긍정적, ADEKA가 소재 공급

・도요타 미국 배터리 공장 본격 가동, 규모 면에서 대형 배터리 업체와 견줄 수준
중국 외 배터리 업체도 속속 참여, 한국 업체 기세 강화

・반도체 올림픽 ISSCC에서 중국 약진 지속, 미국은 인텔 부진으로 위축
중국발 논문 비중 약 40%, 미국은 20% 미만

・반도체 제조의 이면, JASM의 지하에 대규모 수처리 시설
물의 유효 이용과 폐수 정화를 어필

・소시오넥스트가 3차원 SoC 설계 플로우 확립
개발 속도 향상, 커스텀 SoC 사업에 탄력

Breakthrough 특집1
・일본, 진심으로 우주로 GO

・제1부：총론
일본의 우주 산업 성장의 ‘승부의 5년’, 교착 상태를 돌파할 수 있을까

・제2부：비우주 기업 편
지상에서 단련한 기술을 민간 위성으로, 후루카와전공·NTT·엡손의 도전

・제3부：위성 데이터 활용 편
사회 문제 해결에 위성 데이터 활용, 우주에서 부동산을 탐색하는 새로운 시도도

・제4부：인터뷰 편　이시다 마사야스(石田 真康) 씨 (SPACETIDE 대표이사 겸 CEO)
세계가 주목하는 JAXA의 우주 전략 기금, ‘승자’를 만들고 해외 협력 가속

・제4부：인터뷰 편　나카스카 신이치(中須賀 真一) 씨(도쿄대 대학원 공학계 연구과 항공우주공학 전공 교수)
일본의 ‘완벽주의 문화’가 걸림돌, 바꾸지 않으면 세계에서 경쟁할 수 없다

・제4부：인터뷰 편　오니시 슌스케(大西 俊輔) 씨 (QPS연구소 대표이사 사장 CEO)
세계에서 5개사만 가능한 SAR 위성을 양산, ‘규슈에 우주 산업 공급망 구축’

Breakthrough 특집2
・테크놀로지 전망 2026 (후편)

・로직 반도체
1.4나노 첨단 반도체 개발 본격화, 인텔은 퇴로 차단

・파워 반도체
AI 데이터센터에서 GaN 도약, 주목 대상은 NVIDIA

・광전 융합
제품화 러시 도래, NTT와 일본 소재 대기업에 승부의 해

・중국 반도체
화웨이가 독자 공급망 구축, AI 반도체에서 NVIDIA에 맞대응

・양자 컴퓨터
1만 양자비트 이상이 가시권, 차세대 기기의 공급망 구축으로

Emerging Tech＆Biz
에너지
지진과 사고에 강한 부유식 원전, 원자력선까지 더해져 활용 확대 기대

Products' Trends
엡손, 저항값 측정이 가능한 16비트 마이컴, 체온계 및 농도계용 외

 -- 끝 --
 

Copyright © 2026 [Nikkei Electronics] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.