오리진 우콩(Wukong) vs 구글 윌로우(Willow): 양자컴퓨터 패권 경쟁

중국의 오리진 우콩과 구글의 윌로우가 양자컴퓨팅 패권 경쟁에 돌입했습니다. 두 시스템의 기술 사양, 서비스 현황, 기술 로드맵 등 각각의 내용을 비교 분석해 보겠습니다.

 

 

 

오리진 우콩과 구글 윌로우

오리진 우콩

중국 오리진퀀텀에서 개발한 72 큐비트 초전도 양자컴퓨터 시스템으로, 72개의 계산 큐비트와 126개의 커플러 큐비트를 결합하여 총 198개의 양자 상태를 구현하는 시스템입니다. 이는 금융, 생물의학, 유체역학 등 다양한 산업 분야에서 활용됩니다.

 

중국 오리진 우콩(Wukong)

 

구글 윌로우

구글에서 개발한 105 큐비트 양자칩으로, 7x7 그리드 구조를 채택하여 복잡한 양자 회로 구성에 유리한 시스템입니다. 윌로우는 오류 수정 기술의 혁신을 통해 양자 우월성을 확보하고 있으며, 주로 양자화학 시뮬레이션과 암호학 연구에 활용되는 시스템입니다.

 

공통점과 차이점

양 시스템 모두 ▲초전도 방식 채택 ▲클라우드 기반 서비스 운영 ▲산업 응용 확대라는 공통점을 가지지만, 기술 접근법과 성과 측면에서는 뚜렷한 차이를 보입니다. 오리진 우콩이 다국적 사용자 기반을 통한 실용적 검증에 주력하는 반면, 구글 윌로우는 오류 수정 기술의 획기적 개선으로 양자 우월성 확보에 집중하고 있습니다.

 

 

기술 사양 비교 분석

 

1. 큐비트 아키텍처 및 물리적 성능 측면

오리진 우콩은 72개의 계산 큐비트와 126개의 커플링 큐비트를 결합한 하이브리드 설계를 채택했습니다. 0.015K 극저온 환경에서 양자 상태 유지 시간(T1) 100 나노초를 구현하며, 중국 허페이의 전용 생산라인에서 제조됩니다.

반면 구글 윌로우는 105개의 물리적 큐비트를 7x7 그리드 구조로 배열하고 T1 시간 100 µs(마이크로초)를 달성해 전 세대 대비 5배 향상된 안정성을 보입니다.

 

양자 연결성 측면에서 오리진 우콩은 단일 칩 내 198개 양자 상태 상호작용을 가능케 하는 반면, 윌로우는 평균 3.47의 큐비트 연결 밀도를 자랑합니다. 이는 윌로우가 복잡한 양자 회로 구성에 유리한 반면, 우콩이 대규모 병렬 처리에 최적화되었음을 시사합니다.

 

2. 오류율 및 수정 메커니즘 측면

구글 윌로우의 가장 혁신적인 점은 큐비트 증가시 오류율을 지수적으로 감소시키는 '임계값 이하' 기술입니다. 3x3 → 5x5 →7x7 큐비트 배열 확장 시 오류율이 각각 50% 감소하며, 실시간 오류 수정 알고리즘을 통해 게이트 오류율 0.08%를 달성했습니다. 이는 기존 초전도 방식의 한계를 극복한 돌파구로 평가받습니다.

 

한편 오리진 우콩의 평균 게이트 오류율은 0.35%로 IBM 이글(0.12%) 보다 높으나, 하이브리드 오류 보정 알고리즘을 통해 실제 연산 시 0.15% 유효 오류율을 구현합니다. 중국과학원 보고서에 따르면, 우콩의 오류 억제 기술은 큐비트 간 상호작용 최소화에 초점을 두고 개발되었다고 합니다.

 

산업 적용 현황 비교

 

1. 서비스 확장 전략 측면

오리진 우콩은 가동 45일 만에 139개국 2,000만 사용자를 확보하며 글로벌 클라우드 플랫폼으로 급부상했습니다. 미국 사용자가 39%로 최다 비중을 차지하며, 금융 리스크 모델링(28%), 생물의학 시뮬레이션(34%), 유체역학 계산(22%) 분야에서 주로 활용됩니다. SF 익스프레스는 우콩을 통해 1,200 노드 물류 최적화 문제를 해결하며 운송비가 17% 절감되었다고 사례보고했습니다.

 

구글 윌로우는 현재 제한된 클라우드 접근을 제공하나, 2025년 3월 기준 47개 대학과 120개 연구기관에 테스트베드를 공급했습니다. 주요 적용 분야는 양자화학 시뮬레이션(41%), 암호학 연구(29%), AI 학습 가속(18%)으로 집중됩니다. 구글은 2026년까지 양자-클래식 하이브리드 클라우드 서비스 전면 개시를 계획 중입니다.

 

2. 경제적 영향력 측면

오리진 우콩이 공개된 직후 미국 양자기업들의 주가가 급락했습니다. 리게티컴퓨팅 -10.92%, 아이온큐 -9.40%. 이는 중국 기술이 64 큐비트 예정인 아이온큐 차기 모델을 추월한 데 대한 시장의 우려 반영입니다. 반면 구글 윌로우 발표 당시 알파벳 주가는 5일간 11% 상승하며 투자자 신뢰를 확인시켰습니다.

 

중국은 우콩을 통해 연간 8대 양자컴퓨터 생산능력을 구축했고, 5개 도시에 테스트베드 허브를 가동 중입니다. 구글은 산타바바라에 연면적 33,000㎡ 규모의 전용 양자팹을 건설해 연간 15개 윌로우 칩 생산체계를 구축했습니다.

 

기술 로드맵 및 향후 과제

 

1. 확장성 전망 

오리진퀀텀은 2026년 100큐비트 차세대 칩 개발을 목표로 하며, 오류율 0.1% 미만 달성을 핵심 과제로 삼고 있습니다. 2030년까지 1조 위안(약 1,800조 원) 규모의 양자 생태계 구축을 선언하며, 60개 대학과의 교육 협력으로 인재 풀을 확대하는 중입니다.

 

구글은 2025년 말 144큐비트 '윌로우 프로' 출시를 예고했습니다. 큐비트 당 오류율 0.05% 달성과 동시에 T1 시간 150 µs 연장이 주요 기술의 목표입니다. 2030년까지 1,000 큐비트 시스템과 양자 AI 연동 플랫폼 개발을 로드맵에 포함시켰습니다.

 

2. 핵심 장벽 분석

오리진 우콩의 약점은 SW 생태계 부재입니다. 자체 개발한 QPanda 언어 사용자는 12만 명에 불과해 Qiskit(210만) 대비 5.7% 수준입니다. 반면 구글 윌로우는 Cirq 프레임워크와 TensorFlow 양자 버전을 연동해 87만 개발자 커뮤니티를 구축했습니다.

 

구글의 경우 물리적 큐비트 증가에 따른 냉각 비용 문제가 남아있습니다. 윌로우 1대당 유지비용은 연간 2,800만 달러로 추정되며, 이는 우콩의 920만 달러 대비 3배 이상 높은 수치입니다.

 

 

전략적 차별화 요소: 중국 vs 구글 접근법

 

오리진퀀텀은 '기술의 민주화'를 표방하며 저비용 클라우드 접근에 집중합니다. 1회 양자연산 비용이 0.34달러로 IBM Qiskit Runtime(2.15달러) 대비 84% 저렴합니다. 이는 신흥국 시장 진출에 유리한 전략입니다.

 

구글은 '양자 우월성의 상용화'를 강조합니다. 윌로우의 RCS(Random Circuit Sampling) 성능은 기존 슈퍼컴퓨터 대비 10^25배 빠르며, 이는 실제 암호 해독 가능성 논란을 촉발시켰습니다. 구글은 2027년까지 쇼어 알고리즘 기반 2,048비트 RSA 암호 해독 데모를 계획 중입니다.

결론: 양자 경쟁의 다차원적 양상

오리진 우콩과 구글 윌로우의 경쟁은 단순한 기술 스펙 경쟁을 넘어 국가 간 기술 전략의 충돌을 보여줍니다. 중국이 실용적 산업 적용을 통한 빠른 시장 점유율 확대에 주력하는 반면, 미국은 근본적인 양자 물리학적 한계 돌파에 집중합니다.

 

2025년 기준으로는 윌로우가 오류 수정 기술에서 우위를 점하지만, 우콩의 글로벌 클라우드 확장 속도가 더 빠릅니다. 그런 이유로 양사의 경쟁 구도는 향후 3년 내 양자 컴퓨팅 시장을 72:28 비율로 분할할 것이라는 업계 예측을 낳고 있으며, 이는 AI 칩 전쟁과 더불어 4차 산업혁명의 핵심 축으로 부상할 전망입니다.

 

 

함께 보면 좋은 글

 

마이크로소프트(MS)의 양자 컴퓨팅 칩 '마요라나(Majorana) 1 | 위상적 큐비트

마이크로소프트(MS)의 양자 컴퓨팅 칩 '마요라나(Majorana) 1 | 위상적 큐비트

중국 오리진 우콩(Wukong): 양자컴퓨터의 새 지평을 열다

중국 오리진 우콩(Wukong): 양자컴퓨터의 새 지평을 열다

'30년 후 3조 달러 기업?' 양자컴퓨터의 미래를 읽는 두 거인의 대화 | 엔비디아 CEO 젠슨 황 & 아이온큐 공동창업자 김정상 교수

'30년 후 3조 달러 기업?' 양자컴퓨터의 미래를 읽는 두 거인의 대화 | 엔비디아 CEO 젠슨 황 & 아이

양자컴퓨터 관련주 리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing. RGTI), '성장성과 위험성 사이'

양자컴퓨터 관련주 리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing. RGTI), '성장성과 위험성 사이'

양자컴퓨터 대장주 아이온큐(IonQ)

양자컴퓨터 대장주 아이온큐(IonQ)

양자컴퓨터 미국장 급락에 따른 한국 주식의 대응법 | 우리넷, 코위버, 아이씨티케이, 케이씨에스, 한국첨단소재

양자컴퓨터 미국장 급락에 따른 한국 주식의 대응법 | 우리넷, 코위버, 아이씨티케이, 케이씨에

젠슨 황의 발언, 그리고 양자컴퓨터 관련주 폭락 | 아이온큐 리게티 디웨이브 퀀텀 컴퓨팅

젠슨 황의 발언, 그리고 양자컴퓨터 관련주 폭락 | 아이온큐 리게티 디웨이브 퀀텀 컴퓨팅

양자컴퓨터 관련주가 주목받는 이유 | 구글 윌로우 IBM 디웨이브 아이온큐 리게티 & 한국 주식

양자컴퓨터 관련주가 주목 받는 이유 | 구글 윌로우 IBM 디웨이브 아이온큐 리게티 & 한국 주식

양자컴퓨터 제품 소개 | CES 2025 "Quantum Means Business(양자는 사업을 의미한다)

양자컴퓨터 제품 소개 | CES 2025 "Quantum Means Business(양자는 사업을 의미한다)"

양자컴퓨터 관련주들 폭락 중, 폭락이유는 무엇?

양자컴퓨터 관련주들 폭락 중, 폭락이유는 무엇?