양자칩은 새로운 반도체가 될까? IBM·Google·Microsoft부터 IonQ·Quantinuum까지, 양자컴퓨팅과 반도체 산업의 연결고리
최초 작성일: 2026년 8월 18일
NAOS PRESS Original
양자컴퓨터는 반도체 산업의 ‘다음 세대’일까?
인공지능(AI)이 반도체 산업의 새로운 성장 동력으로 자리 잡은 가운데, 최근 투자자들이 다시 주목하는 분야가 있다. 바로 양자컴퓨팅(Quantum Computing)이다.
하지만 양자컴퓨터를 단순히 “더 빠른 반도체”라고 생각하면 산업의 변화를 제대로 이해하기 어렵다.
양자컴퓨터는 기존 CPU·GPU처럼 트랜지스터를 이용해 0과 1을 처리하는 방식과 다른 계산 원리를 사용한다. 대신 큐비트(Qubit)를 이용해 중첩과 얽힘 같은 양자역학적 특성을 계산에 활용한다.
그렇다고 양자컴퓨터가 반도체 산업과 무관한 것은 아니다. 오히려 양자컴퓨터가 실제 산업 규모로 커질수록 반도체 제조기술, 웨이퍼 공정, 패키징, 제어칩, 저온 전자회로, 계측·검사 장비의 중요성이 커질 가능성이 있다.
2026년 들어 이 연결고리는 연구 단계에서 실제 제조 단계로 조금씩 이동하고 있다.
대표적인 사례가 벨기에의 반도체 연구기관 imec이다. imec은 2026년 5월 High-NA EUV 장비를 이용해 양자점 큐비트 소자를 제작했다고 발표했고, 7월에는 300mm 웨이퍼 기반 CMOS 호환 공정으로 제작한 실리콘 MOS 스핀 큐비트 8개의 결맞음 동작을 시연했다. (imec)
이것은 중요한 변화다.
양자컴퓨터가 반도체를 대체하는 것이 아니라, 양자컴퓨팅이 발전하면서 반도체 제조기술 자체가 새로운 형태의 컴퓨팅 하드웨어를 만드는 데 활용되고 있기 때문이다.
1. 양자컴퓨터와 반도체는 정확히 어디에서 만나는가?
양자컴퓨터를 하나의 칩으로만 보면 이해하기 어렵다.
실제 산업 구조는 대략 다음과 같이 볼 수 있다.
양자 알고리즘
↓
양자 프로세서(QPU)
↓
큐비트 + 제어회로 + 읽기회로
↓
저온 전자회로 / 인터커넥트
↓
패키징·웨이퍼·테스트
↓
반도체 제조장비·소재·공정
↓
CPU/GPU/HPC와 연결즉 양자컴퓨터가 발전하면 QPU 자체뿐 아니라 주변의 반도체 생태계도 함께 발전해야 한다.
특히 중요한 분야가 다섯 가지다.
① 양자 프로세서 제조
초전도 큐비트, 실리콘 스핀 큐비트, 광자 방식 등 양자컴퓨터마다 제조 방식이 다르다.
그중 실리콘 기반 양자컴퓨팅은 기존 반도체 제조공정과의 연결성이 특히 크다.
Intel은 자사의 Tunnel Falls 실리콘 스핀 큐비트가 기존 CMOS 트랜지스터 제조 기술을 활용해 생산됐다고 설명하고 있다. 이 칩은 300mm 웨이퍼에서 제작됐으며, EUV와 게이트·컨택 공정 등 반도체 제조기술을 활용했다. (Intel)
② 극저온 제어칩
양자컴퓨터의 큐비트는 매우 민감하다.
특히 초전도 방식에서는 극저온 환경이 필요하기 때문에 일반적인 반도체처럼 상온에서 모든 제어회로를 처리하는 방식에 한계가 있다.
결국 큐비트 가까이에 극저온에서 작동하는 제어용 CMOS 회로를 배치하는 방향이 중요해질 수 있다.
Intel은 이미 Horse Ridge II와 같은 극저온 양자 제어칩을 개발했고, 밀리켈빈 영역에서 제어회로를 큐비트에 더 가깝게 가져가는 연구를 진행하고 있다. (인텔 커뮤니티)
이 영역은 기존 반도체 산업에 새로운 시장을 만들 가능성이 있다.
③ 웨이퍼 테스트와 계측
양자칩도 결국 제조 → 검사 → 수율 개선이라는 제조업의 과정을 거쳐야 한다.
이 부분에서 반도체 테스트 장비 기업의 역할이 커질 수 있다.
예를 들어 FormFactor는 2026년 양자·극저온 기술을 위한 웨이퍼 테스트와 측정 기술을 별도의 성장 분야로 소개하고 있으며, 4K 극저온 웨이퍼 프로빙 장비도 제공하고 있다. (FormFactor, Inc.)
이것은 상당히 흥미로운 포인트다.
양자컴퓨터의 승자가 반드시 양자컴퓨터 회사만은 아닐 수 있다는 뜻이다.
2. 반도체 제조기술이 양자컴퓨터의 핵심 경쟁력이 될 가능성
양자컴퓨터 산업에서 가장 어려운 문제 가운데 하나는 큐비트의 수를 늘리면서 오류를 낮추는 것이다.
현재 수십~수백 개 수준의 물리적 큐비트에서 실제 산업적으로 유용한 수준으로 확장하려면 훨씬 많은 큐비트와 높은 신뢰성이 필요하다.
IBM 역시 2026년 로드맵에서 2026년 Nighthawk 시스템을 통해 양자 우위에 접근하고, 2029년 대규모 오류보정 양자컴퓨터를 목표로 하고 있다. Nighthawk는 최대 360큐비트 규모로 확장하는 계획이 제시되어 있다. (IBM)
Google 역시 Willow 이후 오류보정 기술을 발전시키고 있으며, 2025년에는 Willow를 기반으로 한 오류보정 로드맵의 다음 단계 진전을 공개했다. (blog.google)
여기서 반도체 산업의 경험이 중요해진다.
반도체는 수십 년 동안
미세화 → 수율 개선 → 공정 표준화 → 웨이퍼 대형화 → 패키징 → 대량생산
을 발전시켜 왔다.
양자컴퓨터도 결국 “연구실에서 작동하는 큐비트”에서 “수많은 큐비트를 안정적으로 생산하는 제조업”으로 넘어가야 한다.
이 과정에서 반도체 산업이 축적한 제조 노하우가 중요한 자산이 될 가능성이 높다.
3. 2026년 가장 주목해야 할 변화: ‘양자 파운드리’
이번 조사에서 NAOS가 특히 주목할 만한 부분이 하나 있었다.
IBM이 2026년 5월 미국 최초의 양자 전용 파운드리를 추진하기 시작했다는 점이다.
IBM과 미국 상무부는 미국 내 양자칩 생산을 위한 새로운 파운드리 사업을 추진하고 있으며, IBM은 이를 위해 Anderon이라는 새로운 회사를 설립하는 계획을 발표했다.
미국 상무부의 CHIPS 인센티브는 최대 10억 달러 규모로 제안됐으며 IBM도 별도로 10억 달러를 투자할 계획이라고 밝혔다. IBM은 이후 향후 5년간 양자 분야에 100억 달러 이상을 투자할 계획이라고 밝혔다. (IBM Newsroom)
이건 단순한 연구개발 뉴스가 아니다.
기존 반도체 산업에서
설계회사 → 파운드리 → 장비 → 소재 → 테스트
라는 산업 생태계가 만들어졌던 것처럼,
양자컴퓨팅에서도 점차
양자 설계 → 양자 파운드리 → 양자 패키징 → 테스트 → 시스템
이라는 새로운 산업 구조가 만들어질 가능성을 보여주는 사례다.
4. 그렇다면 양자컴퓨터 분야의 유력 기업은 어디인가?
현재 시장을 볼 때 하나의 기술이 승리했다고 판단하기는 아직 이르다.
초전도, 이온트랩, 실리콘 스핀, 광자, 중성원자, 위상학적 큐비트 등 여러 방식이 경쟁하고 있기 때문이다.
따라서 기업도 크게 세 그룹으로 보는 것이 좋다.
① 빅테크·대형 기술기업
| 기업 | 티커 | 주요 접근 |
|---|---|---|
| IBM | IBM | 초전도 큐비트 |
| Alphabet/Google | GOOGL | 초전도 큐비트 |
| Microsoft | MSFT | 위상학적 큐비트 |
| NVIDIA | NVDA | 양자-고전 하이브리드·GPU·제어 |
| Intel | INTC | 실리콘 스핀 큐비트 |
| Amazon | AMZN | AWS Braket·양자 연구 |
이 기업들의 특징은 양자컴퓨팅만으로 돈을 버는 회사가 아니라는 것이다.
따라서 양자 기술이 예상보다 늦게 상용화되더라도 기존 AI·클라우드·반도체 사업이 버팀목 역할을 할 수 있다.
반대로 양자컴퓨터가 폭발적으로 성장해도 기업 전체 매출에서 양자 사업이 차지하는 비중은 당분간 작을 가능성이 높다.
5. 순수 양자컴퓨팅 관련주
현재 투자자들이 가장 직접적으로 접근할 수 있는 그룹은 이쪽이다.
IonQ — IONQ
IonQ는 이온트랩 기반 양자컴퓨팅을 중심으로 성장하고 있는 대표적인 순수 양자기업이다.
2026년 1분기 매출은 6,470만 달러로 전년 대비 755% 증가했고, 회사는 2026년 연간 매출 가이던스를 2억6,000만~2억7,000만 달러로 제시했다. 또한 양자컴퓨팅뿐 아니라 네트워크·센싱·보안으로 사업 영역을 확대하고 있다. (IonQ)
장점: 상용화와 매출 성장
위험: 높은 밸류에이션과 대규모 영업손실
Quantinuum — QNT
이번 2026년 시장에서 특히 중요한 변화다.
Quantinuum은 2026년 6월 4일부터 Nasdaq에서 QNT라는 티커로 거래를 시작했다. 공모가는 주당 60달러였고 2,800만 주를 공모했다. (Quantinuum)
그리고 최근에는 Oracle과 다년간의 협력을 발표했으며, Oracle 클라우드 데이터센터에 Quantinuum의 Helios 시스템을 배치하는 계획도 공개됐다. (로이터)
Quantinuum은 이온트랩 기반 기술을 중심으로 하면서 소프트웨어와 보안까지 아우르는 풀스택 전략을 취하고 있다.
장점: 기술력·클라우드 연계·상용화
위험: 아직 이익 규모가 작고 연구개발 비용이 매우 큼
D-Wave Quantum — QBTS
D-Wave는 다른 회사들과 구분해서 봐야 한다.
주력 분야가 양자 어닐링(Quantum Annealing)이기 때문이다.
2026년에는 게이트 모델까지 영역을 확대하고 있으며, 회사는 어닐링과 게이트 모델을 모두 제공하는 이중 플랫폼 전략을 추진하고 있다. 2026년 1분기에는 3,340만 달러의 예약매출(Bookings)을 기록했으며, 전년 대비 약 2,000% 증가했다. 다만 해당 분기 매출은 290만 달러였다. (D-Wave)
장점: 실제 산업 최적화 문제에서의 상용화 경험
위험: 어닐링과 범용 게이트 모델의 장기 경쟁력에 대한 불확실성
Rigetti Computing — RGTI
Rigetti는 초전도 큐비트를 기반으로 하는 풀스택 양자컴퓨팅 기업이다.
2026년 1분기 매출은 440만 달러였으며, 108큐비트 시스템의 가용성과 고객 배치 등을 진행하고 있다. 7월에는 HPE 및 Pittsburgh Supercomputing Center와 하이브리드 양자-고전 슈퍼컴퓨터 구축 협력을 확대했다. (Rigetti & Co, LLC)
장점: 초전도 방식과 하이브리드 HPC
위험: 낮은 매출 규모와 높은 연구개발 비용
Quantum Computing Inc. — QUBT
QUBT는 이름 때문에 단순 양자컴퓨팅 회사로 보일 수 있지만 실제로는 양자광학·통합 포토닉스·광자 반도체에 상당한 비중을 두고 있다.
2026년 1분기 매출은 370만 달러로 증가했고, 2026년에는 NHanced Semiconductors를 인수해 반도체 및 나노포토닉스 제조능력을 강화했다. 회사는 Arizona의 Fab 1에 이어 Fab 2를 추진하고 있다. (Quantum Computing Inc.)
따라서 QUBT는 이번 주제인 “양자컴퓨터와 반도체의 결합”이라는 관점에서 상당히 흥미로운 사례다.
6. 그런데 진짜 중요한 것은 ‘양자 반도체 관련주’다
여기서 투자자가 한 단계 더 생각해야 한다.
양자컴퓨터의 최종 승자가 누구인지 맞히는 것은 어렵다.
그렇다면 오히려
어떤 양자 기술이 승리하더라도 필요한 인프라
를 살펴볼 필요가 있다.
이 관점에서 보면 관련 기업이 달라진다.
직접적인 반도체·양자 하드웨어 기업
Intel — INTC
현재 공개된 대형 반도체 기업 중 양자와 반도체 제조의 연결이 가장 직접적인 회사 중 하나다.
Intel은 Tunnel Falls를 실제 CMOS 제조 기술을 이용해 생산했고, 실리콘 스핀 큐비트를 기존 트랜지스터 제조공정과 연결하는 전략을 취하고 있다. (Intel)
따라서 Intel은
기존 반도체 → 실리콘 양자칩
이라는 연결고리를 관찰하기 좋은 기업이다.
GlobalFoundries — GFS
GlobalFoundries는 2026년 양자 기술용 솔루션을 확대하고 있으며, FDX 플랫폼을 기반으로 극저온 CMOS 제어·읽기 회로와 다양한 양자 방식에 대응하는 제조 플랫폼 개발을 추진하고 있다. (The Quantum Insider)
즉 “양자컴퓨터가 대량생산 단계로 넘어갈 경우 누가 제조를 담당할 것인가?”라는 질문에서 살펴볼 가치가 있는 회사다.
FormFactor — FORM
이 회사는 매우 흥미롭다.
FormFactor는 기존 반도체 테스트 사업을 기반으로 극저온 웨이퍼 테스트와 양자 하드웨어 검증으로 영역을 넓히고 있다.
2026년에는 4K 극저온 자동 웨이퍼 프로빙 시스템과 양자·CryoCMOS 관련 테스트 솔루션을 공개했다. (FormFactor, Inc.)
따라서 양자컴퓨팅의 산업화가 진행되면
양자칩 제조 → 웨이퍼 테스트 → 수율 관리
라는 새로운 시장에서 수혜 가능성을 생각할 수 있다.
7. 그럼 TSMC·삼성전자·SK하이닉스는?
이 부분은 과장해서 연결하면 안 된다.
현재 공개된 자료를 기준으로 보면 삼성전자와 SK하이닉스를 IonQ나 Quantinuum 같은 순수 양자컴퓨터 기업과 동일한 의미의 ‘양자컴퓨팅 관련주’라고 부르는 것은 적절하지 않다.
다만 양자컴퓨터가 반도체 제조와 결합할수록 이들 기업이 보유한 첨단 공정·메모리·패키징·소재·제조 인프라 역량이 장기적으로 연결될 가능성은 있다.
하지만 현재 공개된 자료에서 “삼성전자/SK하이닉스가 양자컴퓨팅으로 직접 매출을 만들고 있다”라고 단정할 정도의 근거는 부족하다.
이 차이를 반드시 구분해야 한다.
반대로 imec의 사례처럼 300mm CMOS 호환 공정으로 실리콘 양자소자를 제작하는 흐름은 실제로 확인되고 있다. (imec)
따라서 삼성전자·SK하이닉스를 양자컴퓨터 관련주로 볼 때는
직접 수혜주
보다는
첨단 반도체 제조 생태계의 장기적 간접 수혜 가능 기업
으로 분류하는 것이 더 정확하다.
8. NVIDIA는 왜 양자컴퓨터 관련주인가?
NVIDIA는 조금 다른 방식으로 연결된다.
양자컴퓨터가 기존 CPU·GPU를 완전히 대체하는 구조가 아니라, 당분간은 양자 프로세서 + 고전 컴퓨터의 하이브리드 구조로 발전할 가능성이 높기 때문이다.
NVIDIA는 NVQLink를 통해 GPU 기반 고성능 컴퓨팅과 양자 프로세서를 연결하는 구조를 추진하고 있다.
NVQLink는 양자 프로세서와 GPU 시스템을 연결해 양자 제어 알고리즘과 오류보정 작업을 가속하는 것을 목표로 한다. NVIDIA는 2026년 GTC에서 NVQLink를 공개적으로 확장했다. (NVIDIA Newsroom)
이렇게 보면 NVIDIA의 포지션은 상당히 독특하다.
AI → GPU
에서 끝나는 것이 아니라
AI/HPC + Quantum → Hybrid Computing
이라는 새로운 구조를 노릴 수 있기 때문이다.
9. 양자컴퓨터 시대에 반도체 산업은 어떻게 바뀔까?
결국 핵심은 반도체와 양자컴퓨터가 경쟁하는 것이 아니라 서로 결합하는 방향이다.
앞으로 예상되는 변화는 크게 여섯 가지다.
① 양자 전용 반도체 제조공정
일반 CMOS 공정에서 출발하더라도 양자칩에 특화된 재료·구조·공정이 등장할 수 있다.
② 극저온 반도체
큐비트 가까이에서 작동하는 Cryo-CMOS가 중요한 산업 분야가 될 수 있다.
③ 새로운 패키징
양자 프로세서와 제어칩·광학·신호선 등을 연결하는 새로운 패키징 기술이 필요해진다.
④ 극저온 테스트
기존 반도체 테스트와 다른 온도 환경에서의 계측과 수율 관리가 중요해진다.
⑤ 양자 파운드리
IBM의 Anderon 추진 사례처럼 양자칩을 전문적으로 생산하는 파운드리 산업이 등장할 가능성이 있다. (IBM Newsroom)
⑥ CPU·GPU와 양자 프로세서의 결합
NVIDIA의 NVQLink처럼 양자컴퓨터를 기존 HPC와 연결하는 하이브리드 컴퓨팅 구조가 발전할 가능성이 있다. (NVIDIA Newsroom)
10. 투자자라면 어떤 기업군을 구분해서 봐야 할까?
여기서 NAOS가 가장 중요하게 보는 방식으로 정리해보자.
| 구분 | 대표 기업 | 티커 | 양자와의 연결 |
|---|---|---|---|
| 순수 양자 | IonQ | IONQ | 이온트랩 |
| 순수 양자 | Quantinuum | QNT | 이온트랩·풀스택 |
| 순수 양자 | D-Wave | QBTS | 어닐링·게이트 모델 |
| 순수 양자 | Rigetti | RGTI | 초전도 |
| 양자·포토닉스 | QCi | QUBT | 광자·반도체 |
| 반도체+양자 직접 | Intel | INTC | 실리콘 스핀·Cryo-CMOS |
| 양자 파운드리 | IBM | IBM | 양자 프로세서·파운드리 |
| 양자-HPC 연결 | NVIDIA | NVDA | NVQLink·GPU |
| 반도체 제조 | GlobalFoundries | GFS | Cryo-CMOS·양자 제조 플랫폼 |
| 반도체 테스트 | FormFactor | FORM | 극저온 웨이퍼 테스트 |
| 반도체 장비 | Applied Materials | AMAT | 첨단 공정·소재 |
| 반도체 장비 | Lam Research | LRCX | 식각·증착 등 제조공정 |
| 첨단 반도체 | Samsung Electronics | 005930.KS | 장기적 간접 연관 |
| 첨단 메모리 | SK hynix | 000660.KS | 장기적 간접 연관 |
여기서 AMAT·LRCX·삼성전자·SK하이닉스는 현재 양자컴퓨팅 자체의 직접 매출 수혜주로 분류하면 안 된다.
반면 Intel·IBM·GlobalFoundries·FormFactor는 양자 하드웨어 제조 또는 테스트와 실제 연결된 사례가 확인되는 기업이다. (Intel)
11. 그렇다면 가장 중요한 투자 포인트는 무엇일까?
양자컴퓨터 시장에서 가장 위험한 착각은
“큐비트 숫자가 가장 높은 회사가 승자가 될 것이다.”
라고 생각하는 것이다.
실제로 중요한 것은 단순 큐비트 숫자가 아니다.
앞으로 봐야 할 핵심 지표
① 오류율
② 오류보정 능력
③ 논리적 큐비트 수
④ 게이트 정확도
⑤ 실제 고객 매출
⑥ 예약매출(Bookings)
⑦ 시스템 판매
⑧ 클라우드 사용량
⑨ 제조 수율
⑩ 큐비트 확장 비용
그리고 가장 중요한 것은
실제 산업 문제에서 기존 컴퓨터보다 경제적인 결과를 만들어낼 수 있는가
이다.
IBM은 2026년 양자 우위 달성을 목표로 하고 있고, Quantinuum은 실제 클라우드·기업 고객과의 상용화를 확대하고 있다. IonQ 역시 매출과 상용 고객 비중을 높이고 있다. (IBM)
따라서 앞으로는 기술 뉴스보다 상용화 지표를 함께 보는 것이 중요하다.
결론｜양자컴퓨터는 반도체의 경쟁자가 아니라 새로운 수요처가 될 수 있다
양자컴퓨터 시대가 온다고 해서 현재의 반도체 산업이 사라지는 것은 아니다.
오히려 현재까지 나타난 흐름을 보면 반대에 가깝다.
양자 프로세서
→ 반도체 제조공정
→ 웨이퍼
→ 극저온 제어칩
→ 패키징
→ 테스트
→ 광학·포토닉스
→ CPU/GPU
→ 데이터센터
라는 새로운 산업 연결고리가 만들어지고 있다.
특히 2026년은 이 변화가 연구실을 넘어 제조와 산업 생태계의 영역으로 넘어가기 시작했다는 점에서 중요하다.
imec의 300mm CMOS 호환 양자 소자 연구, Intel의 실리콘 스핀 큐비트, IBM의 양자 파운드리 추진, NVIDIA의 NVQLink, FormFactor의 극저온 테스트 기술은 각각 다른 방식이지만 같은 방향을 가리키고 있다. (imec)
다만 아직 어떤 양자 기술이 최종 승자가 될지는 결정되지 않았다.
따라서 지금의 양자컴퓨팅 투자는 미래 성장 가능성이 큰 만큼 기술적·상업적 불확실성도 매우 높은 영역이다. 특히 IonQ, Quantinuum, D-Wave, Rigetti 같은 순수 양자기업은 기술 발전에 따른 상승 가능성이 큰 대신 매출 규모와 수익성이 아직 전통적인 반도체 기업과 비교하기 어려운 수준이다. 최근 시장에서도 양자주들의 높은 변동성과 밸류에이션 위험이 계속 지적되고 있다. (24/7 Wall St.)
결국 양자컴퓨터 시대의 진짜 질문은 “누가 최고의 양자컴퓨터를 만들 것인가?”에서 끝나지 않는다.
그보다 더 중요한 질문은
“양자컴퓨터를 산업 규모로 생산하기 위해 어떤 반도체 기술과 기업이 필요한가?”
가 될 가능성이 높다.
그리고 이 질문을 따라가다 보면 양자컴퓨터와 반도체 산업은 서로 다른 산업이 아니라 미래의 하이브리드 컴퓨팅 생태계 안에서 점점 더 가까워질 가능성을 확인할 수 있다.
📌 NAOS PRESS 투자정보 주의사항
본 글에서 언급한 기업과 종목은 양자컴퓨팅 및 반도체 산업의 구조를 이해하기 위한 사례이며, 특정 종목의 매수 또는 매도를 권유하는 투자 조언이 아닙니다. 양자컴퓨팅은 기술 상용화 시점과 승자 기술이 아직 확정되지 않은 초기 산업이며, 특히 순수 양자컴퓨팅 기업은 높은 변동성과 사업·기술 위험을 가지고 있습니다.