양자 컴퓨팅 기업 IonQ에 대해 알아보자(기술 소개 및 투자 포인트)

개요

언제부턴가 해외주식 매수 순위에 익숙하지 않은 이름이 눈에 띄었다. 언제부턴가 개별 종목 기준으로는 테슬라, 엔비디아에 이어 3번째 위치에 있는 기업. 단어만으로도 솔깃한, 양자 컴퓨팅 기업. 마치 테슬라가, 엔비디아가 그랫던 것처럼 정해진 미래같은 기업. 과연 IonQ는 소문처럼 정말로 미래를 바꿀만한 기업일까? 아니면, 포스트 테슬라를 외쳤던 수 많은 기업처럼(슈뢰딩거, 니콜라, 리비안…) 본의 아니게 장투하게되는 그런 기업일까? 오늘은 IonQ에 대해 알아보고자 한다.

IonQ는 어떤 기업일까?

IonQ는 2015년 크리스토퍼 몬로 박사와 정상준 박사에 의해 공동 설립된 회사로 양자 컴퓨팅 기술의 발전과 상용화를 목표로 하는 기업이다. 설립자인 두 박사는 200여편 이상의 기술 논문의 저자임과 동시에 50개 이상의 특허를 보유하고 있는 학계의 실제 권위자다.

양자 컴퓨팅은 기존 컴퓨터로 해결하기 어려운 복잡한 문제들을 해결하는데 혁신적인 솔루션을 제공될 것으로 기대되는 기술로, 약물이나 신소재등의 연구 개발이나, 날씨 예측, 머신러닝등의 분야에 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 이 분야에서 IonQ는 양자 컴퓨터 관련 클라우드 서비스 및 하드웨어 인프라 솔루션을 개발하는 기업으로 해당 분야를 선도하는 기업 중 하나이다.

IonQ는 어떻게 돈을 벌고 있는 기업일까?

IonQ는 이미 양자 컴퓨팅 관련 서비스로 매출을 올리고 있다. 주요 수익원은 크게 네가지로, 1) MS, 아마존, 구글 등 클라우드 서비스에 양자 컴퓨팅 리소스를 제공하는 클라우드(QCaaS) 수익, 2) IonQ사설 클라우드 수익, 3) 알고리즘 개발, 지원, 기술 기원 서비스 수익, 4) 하드웨어 판매 수익이다. 경영진은 아직 비지니스 초기 단계로 다양한 판로를 고려하고 있으나, QCaaS가 양자 컴퓨팅의 채택을 가속화 할 것으로 보고 있다.

간략한 기술 소개

양자 컴퓨터라는 분야는 깊은 이해가 아니라 대략적인 이해를 위해서도 양자역학이나 기존 반도체의 작동원리 등을 알아야 한다. 그래서 이 글에서는 양자 컴퓨팅 원리는 생략하고자 한다. 양자 컴퓨팅에 대한 대표적인 오해 중 하나가, 기존 반도체를 뛰어넘는 초 고성능 컴퓨터를 만드는 기술이라고 생각하는 것이다. 언론에서 흔히 양자 컴퓨팅을 소개하면서 ‘기존 컴퓨터로는 수백년이 걸리는 암호해독을 몇초만에~~’와 같은 식으로 소개하곤 하는데 틀린 얘기는 아니다. 양자 컴퓨팅은 암호해독과 같은 ‘경우의 수’에 대한 확률 계산에는 압도적인 성능을 가지기 때문에 인류에 엄청난 영향을 가져올 기술임은 맞다.

그러나 이는 얽힘과 중첩이라는 양자적 특성을 이용함으로써 가능해지는 새로운 계산 방식 덕분이지, 특별히 양자 컴퓨팅이 초 고성능이여서는 아니다. 이제는 ‘기존 컴퓨터는 쓸모가 없어지고’, ‘고성능 AR 게임을 할때도 지연이 없고’라는 식의 기술은 아니라는 얘기다. 조선시대로 예를 들면, 봉화대를 만들었다고 해서 파발이 필요 없어지는게 아니다. 봉화는 특정 정보를 전달하는데 빠른 방식이기는 하지만, 여전히 장문의 문장등, 상세한 의사 전달을 위해서는 말을 타고 직접 서신을 전달하는 방식 또한 필요하다. 물론 봉화로도 상세한 규칙을 정하면 가능 할 것이다. (제일 우측 봉화를 5분간 켯다가 끄면 ‘ㄱ’, 세번째 봉화를 5분간 2번 켯다 끄면 ‘ㅏ’ 뭐 이런식으로…) 그러나, 그리 빠르지도 정확하지도 않은 방법이 될 확률이 높다.

참고로 본인은 공학 전공으로 반도체 관련 지식을 어느정도 갖추고 있는 편이라, 양자 컴퓨팅에 대한 추가적인 이해에는 아래 영상을 참조하였다. 내가 양자 컴퓨팅에 대한 이해가 높지 않을 뿐 아니라, 이 글에서 양자 컴퓨팅의 원리를 다루는 건 효율측면에서도 이해 측면에서도 크게 도움이 되지 않을 것 같다. 아래 영상 채널의 같은 분이 출연한 다른 영상들을 보면, 양자 컴퓨팅 전반을 이해하는데 도움이 되며, 어느 정도 과학에 관심이 많고 양자에 대한 이해도가 있으신 분은 아래 페이지 링크 만으로도 도움이 될 것 같다.

언더스탠딩 링크

큐비트 이해

투자포인트 1. 양자 컴퓨팅이라는 기술에 가장 제대로 접근하고 있는 기업

양자 컴퓨팅 시장에는 구글, IBM, 바이두 등 엄청난 자본력과 기술력을 가진 기업들이 있지만, Stephen Tobin분의 Seeking alpha글에 따르면 중첩과 함께 중요한 양자적 특성의 하나인 얽힘을 제대로 활용하고 있는 기업은 IonQ와 D-웨이브 시스템 뿐이며, 다른 기업들은 중첩의 개념만을 주로 활용하고 있다고 한다. 하여, 양자컴퓨터의 연산 단위인 큐빗의 수를 늘이는 것 만으로는 양자 컴퓨팅에 기대되는 급격한 성능 향상을 기대하기는 어렵다고 한다.

실제로 큐빗의 수를 강조하는 타사와는 달리 IonQ의 경우는 알고리즘 해결능력을 나타내는 알고리즘 큐빗(이하 AQ)이라는 개념을 제안하고 있으며, AQ 기준 타사대비 월등한 성능임을 강조하고 있다. 물론, 업계 전체에게 인정받고 있는 단위가 아니기에 100% 신뢰하기는 어려울 수 있으나, IonQ가 AQ를 제안한 논리 자체에는 헛점이 없어보이며, IonQ의 주장에 대한 논리적인 반박이 딱히 보이지 않는 것으로 보아, 기술적 우위를 가지고 있다는 부분은 사실로 생각된다.

(출처 : IonQ Presentation)

AQ 외에도 구글이나 IBM의 경우 큐빗 구현에 있어 극저온 및 엄청난 면적이 필요한 반면, IonQ의 경우 상온 구동 방식에 아래 이미지와 같은 소형 패키지로 구현하고 있다고 한다. 물론 동일 성능의 비교는 아니라 이를 감안하고 볼 필요는 있겠으나, 아무튼 각 사가 그리는 스케일의 차이는 상당함을 알 수 있다.

(출처 : IonQ Presentation)

투자포인트2. 재정적 여유

플러그 파워 글에서도 언급했듯이 아무리 유력하고 세상을 바꿀 기술이라 한들, 실제 구현되고 보급되기까지 버틸 재정적 여력이 없다면 무용지물일 뿐이다. IonQ가 보유하고 있는 현금성 자산은 약 4.05억 달러로 순수 양자 컴퓨팅 기업중에서는 가장 안정적인 재무상태를 가지고 있으며, 현재의 지출과 수익을 가정하여도 2026년까지 버틸만한 현금 규모라고 한다. IonQ의 매출은 지난해에만 5배에 가깝게 급증했으며, 올해에도 분기단위로 20%이상 성장하고 있음이 확인된다. 물론 초기단계의 매출인 만큼 등락은 심할 것이며, 안심하고 투자할만한 근거가 되지는 않으나, 적어도 빠듯한 제한시간 내에 뭔가가 터져주지 않으면 회사의 존망을 고민해야하는 단계는 아닌 것으로 보인다.

(출처 : IonQ Presentation)

투자포인트3. 가치는 이미 케이스로 증명되고 있다.

물론 양자컴퓨터가 소문처럼 암호를 척척 풀어내고 있지않고, 얼마나 유용할지에 대한 논쟁도 없지 않지만, 부족하나마 이 회사의 제품은 이미 채택되고 있다. IonQ는 현재 29AQ 기계를 운영하며 인상적인 매출과 연구 성과를 이루어내고 있다. 최근 고객으로는 무려 현대자동차, 에어버스, GE Research, 골드만 삭스 및 미국 공군 연구소가 있다.

현대차와의 협업 내용을 보면 양자 컴퓨터의 미래가 좀 더 현실감 있게 다가올 수 있다. 2022년 1월에 체결되고 12월에 확장된 이 계약은 새로운 배터리 소재 탐색을 위해 전기화학 금속 시뮬레이션을 실행하고 있으며, 자율 주행 차량이 사용하는 객체 감지를 개선하기 위해 IonQ의 기술을 활용하고 있다. 두 연구 모두 무수히 많은 조합 혹은 상황에서 높은 확률을 도출해 내는 경우의 수와 관련된 연구로 양자 컴퓨터가 문제해결에 유리하다고 알려졌던 분야이다. 현대차의 채택과 계약의 확장은 양자 컴퓨터의 유용성을 반증하는 근거 일 수 있다.

반대의견들

미래의 엄청난 변화를 말하는 기업인 만큼 반대의견도 당연히 존재한다. 그러나 적어도 기술적 헛점을 제대로 꼬집는 반대의견은 없어보였다. 양자이론의 오해에 기인한 주장이 대부분이었다. 이해관계를 기반으로 투자를 받았다는 설이나, 심지어 제대로된 양자 컴퓨터의 존재 자체를 부정하는 의견도 있었으나, 이미 IonQ가 보여주는 연구와 계약 실적 만으로도 충분한 재반박이 가능해 보였다.

다만, 적정 가치에 대한 의견들은 뼈아파 보였다. IonQ의 PSR은 무려 100배 수준으로, 지속 고성장 중인 분기 매출 실적을 감안한다해도 합리적 투자라고 보기엔 어려운 상황이다.

재정적 문제 또한 고려해야할 사항중 하나다. 앞에서 투자 포인트로 언급하긴 했으나, 그건 단기적이며 매우 제한적인 관점일 뿐이다. 연구비용은 증가 할 수 있고, 생각처럼 양자 컴퓨터 시장이 빠르게 성장하지 않거나, 매출 성장이 위축될 수 있다. 게다가 잊으면 안되는 점은 이 회사의 경쟁사들은 초 거대 기업이라는 사실이다. 생각보다 엄청난 양자 컴퓨팅의 시장가치로 인해 인재 유치 경쟁이라도 벌어진다면 이 기업이 과연 버텨낼 수 있을까? 싶은 우려도 상존한다.

마치며

흥미로운 기업이다. 경쟁사 대비 보잘것 없는 규모에도 확연한 기술적 우위를 가지고 있는 것으로 보이며, 기술의 존재 가치를 실적으로 증명해 나가고 있다. 만일 시장에 양자 컴퓨팅 붐이 온다면, 적어도 현재로써는 이들이 (AI 붐의 최대 수혜자였던) 포스트 엔비디아에 가장 가까운 회사로 보인다. 그러나 여전히 지나치게 높은 벨류와 불투명한 시장 전망은 이 기업의 매수를 망설이게 만든다.

한국인들은 어떻게 이런 기업을 알고 해외 투자 매수순위 3위(3개월 기준) 열심히 매집했을까. 이들의 용기는 과연 어디서 나왔을까? 오늘도 나의 게으름을 자책하며 글을 마친다. * 당연히 이 글은 매수, 매도 추천이 아니다.

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