양자컴퓨터 상용화가 가시권에 들어오면서 핵심 연산 장치인 양자처리장치(QPU) 개발 경쟁이 본격화했다.

25일 과학기술계에 따르면 지난달 네덜란드 스타트업 퀀트웨어는 기존 장치 대비 처리 능력을 100배 이상 높인 1만 큐비트급 QPU ‘VIO-40K’를 공개했다. 네덜란드 델프트 공대 연구진이 세운 이 기업은 양자 프로세싱 과정에서 큐비트 오류 등 병목 현상을 3차원 아키텍처 칩으로 극복하는 연구를 하고 있다.양자컴퓨터가 신약 개발과 물성 탐색 등을 중심으로 초기 상용화 가능성이 검증되기 시작하자 기업들은 단순한 규모 경쟁을 넘어 소프트웨어 확보 등 실효 연산 성능 강화에 집중하는 분위기다. 지난해 10월 구글이 105큐비트 양자컴퓨터 ‘윌로’로 슈퍼컴퓨터 대비 1만3000배 빠른 연산을 시연한 것은 상용화 가능성을 증명한 분기점으로 평가된다. 미국 증권시장 시가총액 1위 기업 엔비디아는 그래픽처리장치(GPU) 가속기를 장착한 슈퍼컴퓨터와 양자를 결합한 하이브리드 플랫폼 확보에 속도를 내고 있다.양자컴퓨터의 핵심인 QPU는 기존 GPU와 중앙처리장치(CPU)가 처리하기 어려운 양자역학 기반 계산을 수행할 수 있어 신약 개발, 신소재 탐색, 화학 시뮬레이션 등 분야에서 초기 시장을 형성할 것으로 기대된다. 반면 GPU·NPU(신경망처리장치)는 행렬 연산 중심 구조로 인공지능(AI) 학습, 추론에는 뛰어나지만 분자 전자 구조나 화학 반응 경로처럼 양자 상태를 계산하는 문제에서는 한계를 보인다. 시장조사업체 포천비즈니스인사이트에 따르면 글로벌 양자컴퓨터 시장은 지난해 12억달러(약 1조7500억원)에서 2035년 95억5000만달러까지 커질 것으로 전망된다.

칩 경쟁이 가속화하면서 플랫폼 경쟁도 본격화했다. 엔비디아는 젠슨 황 최고경영자(CEO)가 직접 나서 GPU와 양자 프로세서를 연결하는 ‘NVQ링크(Link)’를 선보이며 AI와 슈퍼컴퓨터, 양자 연산을 통합한 플랫폼을 제시했다. IBM은 지난해 120큐비트 칩 ‘나이트호크’를 공개했다.​