양자컴퓨터 관련주와 ETF는 뭐가 있을까? (+ 미국주식, 기업 소개)

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터의 한계를 뛰어넘는 혁신적인 기술로, 전 세계적으로 주목받고 있습니다. 특히 미국에서는 Google, IBM, IonQ 등 다양한 기업이 양자컴퓨터 개발에 앞장서며 빠르게 성장하고 있습니다. 이번에는 양자컴퓨터와 관련있는 미국 주식과 ETF는 무엇이 있는지 공유드립니다.

양자컴퓨터-미국주식-ETF

1. 미국 주식, 양자컴퓨터 관련주

(1) IonQ (아이온큐 / 티커 : IONQ)

IonQ는 양자컴퓨터 기술에서 혁신적인 기업 중 하나로, 트랩드 이온(Trap Ions) 기술을 기반으로 양자컴퓨터를 개발하고 있습니다. '트랩드 이온'이라는 용어가 낯설 수 있지만, 쉽게 말하자면, 이온은 전기를 띤 원자입니다.

IonQ는 이 이온들을 진공 상태에서 레이저로 조작하여 양자비트(큐비트)를 만들고, 이 큐비트들을 사용해 양자컴퓨터를 구동하는 기술을 개발하고 있습니다.

  • IonQ의 트랩드 이온 기술이 중요한 이유
IonQ의 양자컴퓨터는 초전도 큐비트를 사용하는 다른 양자컴퓨터와 비교해 안정성과 확장성에서 큰 장점이 있습니다.

초전도 큐비트는 매우 낮은 온도에서 작동해야 하지만, IonQ의 트랩드 이온 기술은 상대적으로 높은 온도에서도 안정적으로 작동할 수 있어, 더 많은 큐비트를 시스템에 추가하기 용이합니다.

또한, 트랩드 이온 기술은 큐비트 간의 연결이 매우 정확하고 안정적이기 때문에, 실제로 더 정확한 계산을 할 수 있다는 장점이 있습니다.

  • IonQ의 기술 성과
현재 IonQ는 32큐비트 양자컴퓨터를 상용화했으며, 2025년에는 64AQ(Algorithmic Qubits) 시스템을 목표로 하고 있습니다.

AQ는 단순히 큐비트의 수를 의미하는 것이 아니라, 양자컴퓨터가 실제로 처리할 수 있는 알고리즘 성능을 나타내는 지표입니다.

이는 IonQ의 기술이 단순히 큐비트 수를 늘리는 데 그치지 않고, 실제 문제 해결 능력을 강화하는 방향으로 발전하고 있다는 것을 의미합니다.

  • 실제 산업에서의 활용
IonQ의 양자컴퓨터는 다양한 산업에서 실질적인 성과를 보여주고 있습니다. IonQ는 Ansys와 협력하여 의료기기 설계에서 양자컴퓨터를 활용한 성과를 발표했습니다.

이들은 혈액 펌프의 유체 역학 시뮬레이션을 통해 고전 컴퓨터에 비해 12% 더 향상된 결과를 도출해냈는데요. 이는 양자컴퓨터가 실제 산업에서 얼마나 효과적으로 문제를 해결할 수 있는지 보여주는 중요한 사례입니다.

또한, IonQ는 현대자동차와 협력하여 자율주행 이미지 분류에 양자컴퓨터를 사용하고 있으며, 에어버스와는 화물 적재 최적화를 위한 프로젝트를 진행하고 있습니다. IonQ는 미국 공군과도 협력하며 다양한 연구를 이어가고 있습니다.

  • IonQ의 향후 전망

IonQ는 또한 양자 네트워킹 분야에서도 큰 진전을 이루었습니다. 양자 네트워킹은 양자 통신을 기반으로 한 기술로, 데이터를 빠르고 안전하게 전송할 수 있게 해줍니다.

IonQ는 400개가 넘는 양자 네트워킹 특허를 보유하고 있으며, 이는 미래의 양자 인터넷 구축에 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.

onQ의 CEO인 피터 채프먼은 양자컴퓨터의 상용화가 예상보다 빠르게 이루어질 것이라고 자신하고 있습니다. IonQ는 의료, 자동차, 항공 등 다양한 산업에 걸쳐 양자컴퓨터의 실용적인 활용 사례를 늘려가고 있습니다.

또한, 양자 네트워킹 기술이 성공적으로 상용화된다면, 데이터 보안과 통신 분야에서도 혁신적인 변화를 일으킬 수 있을 것입니다.

(2) IBM (아이비엠 / 티커 : IBM)

IBM(International Business Machines Corporation)은 1911년에 설립된 세계적인 기술 기업입니다. "빅 블루(Big Blue)"라는 별명으로 잘 알려져 있으며, 컴퓨터 하드웨어, 소프트웨어, 클라우드 서비스, 인공지능(AI) 등 다양한 분야에서 활동하는 기업입니다.

IBM은 양자컴퓨터 분야에서도 중요한 역할을 하고 있으며, 'IBM Quantum'이라는 브랜드로 연구 및 상용화를 주도하고 있습니다.

  • 현재 연구개발 중인 양자컴퓨터 기술

IBM은 초전도 큐비트(Superconducting Qubits)를 기반으로 양자컴퓨터를 개발하고 있습니다. 초전도 큐비트는 전자 회로를 극저온(-273°C에 가까운 온도)에서 작동시켜 양자 상태를 구현하는 기술로, 빠른 연산 속도가 장점입니다.

IBM은 2023년에 'Quantum System Two'를 공개했는데요, 이는 여러 양자 프로세서를 모듈식으로 연결해 시스템 확장성을 높인 설계입니다.

주요 프로세서로는 127큐비트 'Eagle', 433큐비트 'Osprey', 그리고 2024년에 개선된 'Heron' 칩이 있습니다. Heron은 큐비트 간 연결성을 강화하고 오류율을 줄여 안정성을 높였습니다.

2025년 3월 기준, IBM은 양자 오류 정정(Quantum Error Correction) 기술에서 중요한 돌파구를 마련했는데요, 이는 양자컴퓨터의 연산 과정에서 발생하는 잡음을 줄여 실용성을 크게 높이는 성과입니다. IBM은 이를 통해 화학 분자 시뮬레이션, 금융 모델링, 물류 최적화 같은 복잡한 문제를 해결하려고 합니다.

  • 앞으로의 전망
IBM은 대기업으로서 막대한 자금과 기술 인프라를 바탕으로 양자컴퓨터 상용화를 선도할 가능성이 높습니다. NASA와 협력해 우주 탐사 데이터를 분석하거나, 제약회사와 손잡고 신약 개발 시뮬레이션을 가속화하는 프로젝트를 진행 중입니다.

2025년 안에 더 많은 큐비트를 갖춘 차세대 시스템을 발표할 가능성이 제기되고 있습니다. IBM의 강점은 양자컴퓨터뿐 아니라 AI, 클라우드 같은 기존 사업과의 시너지를 통해 안정적으로 시장을 확대할 수 있다는 점입니다.

(3) Microsoft (마이크로소프트 / 티커 : MSFT)

Microsoft(마이크로소프트)는 1975년에 빌 게이츠와 폴 앨런이 설립한 세계적인 소프트웨어 회사입니다. Microsoft는 Windows 운영체제와 Office 프로그램으로 유명하며, 현재는 클라우드 서비스인 Azure, 게임 콘솔 Xbox, 그리고 AI 기술로도 잘 알려져 있습니다.

최근에는 양자컴퓨터 기술에도 큰 관심을 가지고 연구개발을 진행 중입니다.

  • 하드웨어보다 소프트웨어에 집중
Microsoft는 양자컴퓨터 하드웨어 개발보다는 소프트웨어와 알고리즘 개발에 집중하고 있습니다. Microsoft는 Azure Quantum 이라는 양자컴퓨팅 플랫폼을 제공하여, 개발자들이 양자 알고리즘을 설계하고 실험할 수 있는 환경을 만들었습니다.

이 플랫폼은 Q#라는 양자 프로그래밍 언어를 사용하는데, 이는 C#에서 영감을 받은 직관적인 언어로, 양자컴퓨터를 잘 모르는 사람들도 쉽게 배울 수 있다고 합니다. 

  • Microsoft의 양자컴퓨터 기술, 토폴로지컬 큐비트

양자컴퓨터의 핵심은 큐비트라는 특수한 단위를 사용하는데, Microsoft는 토폴로지컬 큐비트라는 새로운 방식의 큐비트를 연구 중입니다.

이 큐비트는 물리학의 위상수학을 활용하여, 기존의 초전도 큐비트나 이온 큐비트보다 오류에 강하고 더 안정적입니다. 이 기술은 아직 개발 중이지만, 성공하면 양자컴퓨터의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

  • Microsoft의 목표, 양자컴퓨터를 클라우드에서 제공
Microsoft는 Azure를 통해 양자컴퓨터를 클라우드 서비스로 제공하려고 합니다. 이렇게 되면 기업들은 고가의 양자컴퓨터를 직접 구입하지 않고도, 클라우드를 통해 양자컴퓨터를 쉽게 사용할 수 있습니다.

이는 양자컴퓨터가 일반 기업들에도 보다 쉽게 접근할 수 있게 만들고, 시장에 진입할 장벽을 낮출 수 있습니다.

  • 앞으로의 전망
Microsoft는 이미 Azure 클라우드 서비스에서 큰 성공을 거두었고, 소프트웨어 분야에서도 오랜 경험을 가지고 있습니다.

이런 강점을 양자컴퓨터와 결합하면, 더 안정적이고 강력한 양자컴퓨팅 시스템을 기업들에게 제공할 수 있을 것입니다.

(4) Alphabet (알파벳 / 티커 : GOOGL)

Alphabet(알파벳)은 Google의 모회사로, 2015년에 Google의 사업을 재편하면서 설립된 회사입니다.

Alphabet은 Google 검색, YouTube, Google Cloud, Android 등 다양한 서비스를 제공하는 기업으로, 혁신적이고 최신 기술 개발에 집중하고 있으며, 최근에는 양자컴퓨터 연구에도 활발히 참여하고 있습니다.

  • Alphabet의 양자컴퓨터 기술
Alphabet은 초전도 큐비트라는 기술을 바탕으로 양자컴퓨터를 개발하고 있습니다.

양자컴퓨터의 성능을 증명할 수 있는 중요한 사건은 바로 2019년에 발생했는데요. 그 해, Alphabet은 Sycamore라는 53큐비트 양자 프로세서를 사용하여, 양자 우위(Quantum Supremacy)를 달성했다고 발표했습니다.

이는 양자컴퓨터가 특정 계산에서 슈퍼컴퓨터를 초과하는 성능을 보여준 첫 번째 사례였습니다. 양자컴퓨터의 잠재력을 세계에 증명한 사건입니다.

또한, Alphabet은 2024년 12월에 차세대 양자컴퓨터 칩인 Willow를 공개했습니다. Willow는 복잡한 계산을 5분 안에 해결할 수 있으며, 기존 슈퍼컴퓨터로는 수십억 년이 걸릴 계산을 빠르게 처리할 수 있다는 성과를 보여주었습니다.

Willow는 큐비트 수를 늘리고 오류율을 줄이는 기술을 통해 양자컴퓨터의 상용화 가능성을 높였습니다.

  • Alphabet의 양자컴퓨터 연구 목표
Alphabet은 양자컴퓨터와 AI를 결합하여 다양한 분야에 적용하려고 합니다. 검색 알고리즘 개선, 의료 데이터 분석 (질병 예측), 신소재 개발 (배터리 효율성 향상) 등에서 양자컴퓨터의 활용 가능성을 보고 있습니다.

또한, 오류 정정 기술과 큐비트 확장성을 개선하는 연구를 지속하고 있으며, 2025년에는 더 강력한 양자컴퓨터 시스템을 선보일 예정이라고 합니다.

  • 앞으로의 전망
Alphabet은 방대한 데이터와 AI 기술을 활용해 양자컴퓨터의 잠재력을 더욱 극대화할 수 있을 것입니다. Willow 칩의 성공은 양자컴퓨터가 실제 문제를 해결할 수 있다는 가능성을 보여준 것이고, 향후 몇 년 내에는 상용화가 이루어질 것으로 기대됩니다.

양자컴퓨터 기술이 Google 검색이나 클라우드 서비스와 결합되면 사용자 경험을 혁신할 수 있을 것입니다. 또한 의료와 재료 과학 분야에서도 양자컴퓨터의 적용이 빠르게 확산될 가능성이 큽니다.

(5) Rigetti Computing (리게티 컴퓨팅 / 티커 : RGTI)

Rigetti Computing은 2013년에 물리학자 채드 리게티가 설립한 양자컴퓨팅 스타트업입니다. 본사는 캘리포니아 버클리에 있으며, 초전도 큐비트를 이용한 양자컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어를 통합한 솔루션을 제공하는 기업입니다.

NASA, HSBC와 같은 유명한 기업과 협력하며 기술 개발을 이어가고 있습니다.

  • Rigetti의 양자컴퓨터 기술
Rigetti는 초전도 큐비트라는 기술을 사용해 양자컴퓨터를 개발하고 있습니다. Quantum Cloud Services(QCS)라는 클라우드 플랫폼을 통해 연구자와 기업들이 양자컴퓨터를 쉽게 사용할 수 있도록 하고 있습니다.

특히 2024년 12월에는 84큐비트인 Ankaa-3 시스템을 공개했습니다. 이 시스템은 2큐비트 게이트 충실도(99.5%)를 달성했는데요, 여기서 충실도란 양자 연산의 정확도를 뜻합니다. 높은 충실도는 양자컴퓨터가 더 정확하게 계산을 수행할 수 있게 해줍니다.

또한, Rigetti는 Forest라는 양자 프로그래밍 프레임워크를 제공하여, 개발자들이 파이썬을 사용해 양자 알고리즘을 설계할 수 있도록 돕고 있습니다.

  • Rigetti의 연구와 상용화 계획
2025년 3월 현재, Rigetti는 Ankaa-3 시스템의 상용화 테스트를 진행 중이며, AWS(Amazon Web Services)와 협력해 클라우드 서비스를 강화하고 있습니다.

Rigetti의 궁극적인 목표는 범용 양자컴퓨터(Universal Quantum Computer)를 만드는 것입니다. 이는 최적화뿐만 아니라 다양한 연산을 처리할 수 있는 시스템으로, 양자컴퓨터 기술의 상용화를 앞당길 수 있는 중요한 목표입니다.

  • 앞으로의 전망
Rigetti는 양자컴퓨터 시장에서 상용화 초기 단계에 있지만, 클라우드 기반 접근법 덕분에 시장을 빠르게 확대할 가능성이 큽니다.

특히, 금융(리스크 분석), 항공(경로 최적화), 연구(물리 시뮬레이션) 분야에서 양자컴퓨터의 활용도가 높아질 것으로 예상됩니다.

Ankaa-3와 같은 시스템이 안정적으로 작동하면, Rigetti는 경쟁력을 더 키울 수 있을 것입니다. Rigetti의 강점은 하드웨어와 소프트웨어를 모두 다루는 통합 전략입니다. 중장기적으로 범용 양자컴퓨터 시장에서 중요한 플레이어가 될 가능성이 있습니다.

(6) D-Wave Quantum (디웨이브 퀀텀, 티커 : QBTS)

D-Wave는 1999년에 캐나다에서 설립된 기업으로, 세계 최초로 상용 양자컴퓨터를 출시한 회사입니다. 이 회사는 양자 어닐링(Quantum Annealing) 기술에 특화되어 있으며, 최적화 문제를 빠르고 효율적으로 해결하는 기술로 유명한 곳입니다.

  • D-Wave의 양자컴퓨터 기술
D-Wave는 양자 어닐링이라는 독특한 방법을 사용해 양자컴퓨터를 개발했습니다. Advantage 2 시스템은 5,000큐비트 이상을 구현하며, 양자 우위(Quantum Supremacy)를 달성했다고 발표했습니다.

양자 어닐링은 범용 양자컴퓨터와는 다르게 특정 문제(조합 최적화, 스케줄링)를 빠르고 효율적으로 해결하는 데 최적화되어 있습니다.

D-Wave는 15~20방향 연결성을 제공해, 더 복잡한 문제를 안정적으로 처리할 수 있게 했습니다. 또한 Ocean Software와 Leap이라는 툴을 제공하여, 개발자들이 양자 어닐링 알고리즘을 쉽게 사용할 수 있도록 지원합니다.

  • D-Wave의 주요 활용 사례
D-Wave는 금융, 물류, 통신 분야에서 양자컴퓨터를 실제로 활용하고 있습니다. 

폭스바겐은 D-Wave 시스템을 사용해 교통 흐름 최적화를 했고일본의 덴소는 제조 공정 개선에 사용했습니다.

또한 금융기관은 포트폴리오 최적화에, 물류 기업은 경로 최적화에, 그리고 NTT DOCOMO는 네트워크 효율성을 높이는 데 D-Wave 양자컴퓨터를 사용하고 있습니다.

  • 앞으로의 전망
D-Wave는 이미 양자컴퓨터를 상용화한 기업으로, 많은 고객들이 실제로 가치를 창출하고 있다고 알려져 있습니다. 이 회사는 최적화 문제 해결에 특화되어 있어 금융, 물류, 통신 산업에서 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

D-Wave는 범용 양자컴퓨터와는 다른 방식으로 양자컴퓨터를 개발하고 있지만, 틈새 시장에서 강력한 입지를 다지고 있으며, 이미 실용화된 기술로 여러 산업 문제를 해결하고 있습니다

2. 양자컴퓨터 관련, 미국 주식 ETF

디파이언스 퀀텀 ETF (티커 QTUM)

Defiance Quantum ETF는 퀀텀 컴퓨팅과 머신 러닝 분야에서 혁신을 이끄는 기업들에 투자하는 상장지수펀드(ETF)입니다.

이 ETF는 개별 주식처럼 거래소에서 매매할 수 있으며, 한 번의 투자로 여러 기업의 주식을 포트폴리오 형태로 소유할 수 있어 변동성을 줄이고 안정적인 투자를 원하는 사람들에게 적합합니다.

QTUM은 BlueStar Quantum Computing and Machine Learning Index를 추종하며, 이 지수는 퀀텀 컴퓨팅 및 머신 러닝 기술 개발에서 최소 50% 이상의 매출 또는 운영 활동을 하는 글로벌 기업들로 구성되어 있습니다.

쉽게 말해, QTUM은 미래 기술의 핵심인 퀀텀 컴퓨팅과 인공지능(AI)에 투자하고 싶지만, 개별 주식의 위험을 피하고 싶은 투자자들을 위한 상품입니다.

반도체, 소프트웨어, 하드웨어 등 다양한 분야의 기업들이 포함되어 있어 한 회사의 주가가 하락하더라도 다른 기업들이 이를 상쇄할 가능성이 높습니다.

  • QTUM 상위 보유 종목

QTUM은 구글, IBM, 마이크로소프트 같은 대기업부터 퀀텀 전문 스타트업까지 포함하고 있습니다. 비율은 시점에 따라 약간씩 변동할 수 있습니다. 

D-Wave Quantum (2.5%)
Alibaba (2.3%) – 퀀텀 연구 투자 중
Orange S.A. (2.2%) – 퀀텀 네트워킹 기술 개발
Rigetti Computing (2.1%)
Palantir (2.0%)
Alphabet (1.9%)
IBM (1.8%)
Intel (1.7%)
Microsoft (1.6%)
NVIDIA (1.5%)

  • 분산 투자로 위험 감소
QTUM은 약 72개 이상의 기업에 투자하고 있어, 개별 주식보다 변동성이 낮습니다. 2025년 3월 기준 총 자산 규모는 약 11억 5천만 달러로, 아직 소규모이지만 꾸준히 성장하고 있는 ETF입니다.
  • 저렴한 비용
QTUM의 연간 운용 보수는 0.40%입니다. 다른 테마형 ETF와 비교해도 합리적인 수준입니다.
  • 배당금 제공
QTUM은 분기별 배당금을 지급하며, 연간 배당 수익률은 약 0.6%입니다. 높은 배당을 기대하기는 어렵지만, 장기적인 성장에 초점을 맞춘 투자자에게 적합합니다.

마무리하며

양자컴퓨터 관련 주식에 투자할 때는 기업의 기술력과 시장 경쟁력을 확인하고, 정부 지원 및 대형 IT 기업과의 협업 여부를 살펴보는 것이 중요합니다.

또한, 재무 안정성과 시장 변동성을 고려하며 장기적인 성장 가능성을 보고 신중하게 투자해야 합니다.

개별 종목 투자 외에도 다양한 기업에 분산 투자할 수 있는 ETF를 활용하는 것도 좋은 전략이 될 수 있습니다.


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