중국 양자 기술 투자 153억 달러... 미국의 8배 규모로 빠른 추격

[힘힘]

중국 양자 기술 투자 153억 달러... 미국의 8배 규모로 빠른 추격

안희정 소속/직책 : EC21R&C 연구원 2025-10-24

☐ 중미 양자 기술 경쟁이 본격화되는 가운데 중국의 추격 속도가 빨라지고 있음. 중국은 국가 주도로 153억 달러(미국의 8배)를 양자 기술에 투입하며 양자 통신·센싱 분야에서 성과를 내고 있음. 특허 경쟁력 측면에서는 2027년 미국을 추월할 것으로 예상됨. 반면, 미국은 민간 주도의 투자가 이루어지고 있으며 구글의 윌로우 칩, IBM의 채권 거래 알고리즘 적용 등 하드웨어 분야에서 경쟁 우위를 유지하고 있음. 그러나 전문가들은 트럼프 행정부의 과학 예산 삭감과 인재 유입 제한 정책이 양자 기술의 장기적 경쟁력을 약화시킬 수 있다고 우려함.

◦ 중국의 양자 기술 자립 전략과 국가 주도 혁신 체계

- 중국은 15차 5개년(2026-2030) 계획을 통해 양자 기술을 포함한 첨단 기술 분야의 자립자강을 국가 최우선 과제로 설정하였음. 2025년 10월 개최된 중국 공산당 중앙위원회 제4차 전체회의는 내년 초 발표될 15차 5개년 계획의 기본 방향을 확정하였음. 신화통신(Xinhua)에 따르면 회의에서 "과학기술 분야의 자립자강을 실현해야 한다"는 방침을 재확인하고, 2035년까지 경제력, 과학기술 역량, 국방력을 강화한다는 목표가 제시되었음. 이는 미중 기술 갈등이 심화되는 가운데 서방 기술 의존도를 낮추고 독자 생태계를 구축하려는 전략적 의도로 해석됨.

- 중국 정부는 양자 기술 분야에 미국 대비 8배 이상의 공공 재정을 투입하며 압도적인 투자 우위를 확보하고 있음. 중국의 양자 컴퓨팅 공공 투자액은 153억 달러(약 21조 9,708억 원)로 미국의 19억 달러(약 2조 7,284억 원)를 크게 상회함. 국가자연과학기금(NSFC) 등 정부 기관이 연구비 대부분을 제공하며, 중국과학기술대학(USTC)을 중심으로 산학연 통합 생태계를 구축하고 있음. 특히 알리바바(Alibaba), 바이두(Baidu) 등 빅테크 기업들이 양자 기술 연구 자산을 국가에 이관하며 국가 주도 체제로 일원화되고 있다는 점이 특징적임.

- 중국의 집중 투자 전략은 양자 통신, 센싱 분야와 특허 경쟁력 부문에서 가시적 성과를 내고 있음. 중국은 위성 기반 양자 통신 네트워크 구축에 성공하였으며, 양자 센싱 부문에서도 미국과 대등한 수준에 도달하였음. 글로벌 법률정보 분석기관 렉시스넥시스(LexisNexis)가 특허의 질적 수준을 종합 평가한 결과, 중국은 빠르면 2027년 특허 경쟁력에서 미국을 추월할 것으로 전망됨. 렉시스넥시스의 IP 전략 책임자는 "전기차와 마찬가지로 양자 컴퓨팅에서도 중국 기업들이 수년 내 핵심 주체로 부상할 것"이라고 전망하였음.

◦ 미국의 대응 전략과 민간 주도 혁신 체계의 한계

- 미국은 양자 컴퓨팅 하드웨어 분야에서 기술적 우위를 유지하며 민간 주도의 경쟁 체제를 통해 혁신을 추구하고 있음. 구글(Google), IBM, 마이크로소프트(Microsoft) 등이 기술 개발을 주도하며, 벤처캐피털의 지원을 받는 스타트업들이 혁신을 가속화하고 있음. 미국은 큐비트 수와 오류 정정 능력에서 앞서 있으며, 구글은 오류를 획기적으로 줄인 양자 칩 '윌로우(Willow)'를 공개하여 상용화 가능성을 높였음.

- 트럼프(Trump) 행정부는 양자 컴퓨팅을 국가안보 최우선 과제로 규정하고 반도체지원법(CHIPS and Science Act)을 활용한 전략적 지원 방안을 모색하고 있음. 적대국이 양자 컴퓨팅 수준의 계산 능력을 확보할 경우 기밀 군사 정보, 금융 거래, 방대한 민감한 개인 데이터의 암호화를 해독할 수 있기 때문임. 소식통에 따르면, 미국 정부는 반도체지원법 자금으로 양자 컴퓨팅 기업들을 지원하고 반대급부로 인텔(Intel) 사례처럼 지분 10%를 확보하는 방식을 검토 중임.

- 미국의 민간 중심 혁신 모델은 시장 불확실성으로 인해 생산 규모 확대와 공급망 구축에서 구조적 한계를 드러내고 있음. 정보기술혁신재단(ITIF)에 따르면 중국의 중앙집중형 투자 방식이 미국의 분산형 투자보다 효율적일 수 있음. 미국 싱크탱크 랜드연구소(RAND Corporation)의 에드워드 파커(Edward Parker)는 "명확한 수요처가 없는 상황에서 미국 제조업체들이 양자 부품 생산을 대규모로 확대하기 어렵다"고 지적하였음. 영국 경제전문지 이코노미스트(The Economist)는 "시장 형성 시기가 불확실한 기술 분야에서는 중국의 정부 주도 방식이 대규모 공급망 구축에 유리할 수 있다"고 분석하였음.

- 트럼프 행정부의 과학기술 정책은 미국의 장기 경쟁력을 약화시킬 수 있다는 우려가 제기되고 있음. 현 행정부는 과학 연구 예산을 삭감하고 외국인 연구자와 유학생의 체류를 제한하고 있음. 미국 양자 기술 연구 인력의 상당수가 외국 출신이라는 점에서 이는 인재 확보에 심각한 장애가 될 수 있음. 전문가들은 이공계 인력 양성 체계를 재정비하고 해외 인력 유치를 강화해야 한다고 조언함. 연방 정부 차원의 조율된 전략 없이 단기 수익을 추구하는 민간 자본에만 의존할 경우, 미국은 이 분야 주도권을 상실할 위험에 직면할 수 있음.

◦ 양자 기술 경쟁의 향후 전망과 전략적 시사점

- 양자 기술은 지정학적 힘의 균형을 재편할 수 있는 전략 기술로 부상하고 있으며, 의료에서 국방까지 광범위한 파급 효과를 가져올 것으로 예상됨. 양자 기술은 원자 수준의 물리 현상을 활용하여 기존 슈퍼컴퓨터를 훨씬 능가하는 처리 능력을 구현함. 수학자 한나 프라이(Hannah Fry)는 "일반 컴퓨터가 미로에서 하나씩 경로를 시도하는 반면, 양자 컴퓨터는 모든 경로를 동시에 탐색한다"고 설명하였음. 양자 기술은 양자 컴퓨팅, 양자 통신, 양자 센싱으로 구성되며, 그중 양자 컴퓨팅이 가장 큰 잠재력을 갖고 있음.

- 양자 기술의 실용화가 예상보다 빠르게 진전되면서 상용화 경쟁이 본격화되고 있음. 구글은 10월 윌로우 칩을 통해 세계 최고 성능의 슈퍼컴퓨터를 능가하는 알고리즘을 실행하였으며, 5년 내 의료와 신소재 개발 분야에서 실용 활용이 가능할 것으로 전망하였음. IBM의 양자 프로세서는 HSBC홀딩스(HSBC Holdings)와의 협력을 통해 실제 채권 거래 알고리즘에 적용되는 세계 최초 사례를 만들었음. 마이크로소프트도 올해 초 안정성이 개선된 양자 칩 개발을 발표하였음. 이러한 기술 진전은 양자 컴퓨팅이 인공지능의 '챗GPT 모멘트'와 같은 대중적 전환점에 근접하고 있음을 시사함.

- 양자 컴퓨팅 산업에서 중국의 추격 속도가 빨라짐에 따라 미국의 대응 시간이 촉박해지고 있으며, 반도체 산업의 전철을 밟지 않으려면 선제적 대응이 필요함. 마이크로소프트의 브래드 스미스(Brad Smith) 사장은 올해 초 "중국이 이미 미국과 대등한 수준에 도달했거나 예상치 못한 기술 돌파를 이룰 가능성을 배제할 수 없다"며 미국과 동맹국들의 공동 대응 전략 수립을 촉구하였음. 미국은 여전히 상당한 기술적 우위를 보유하고 있으나, 정부 차원의 체계적이고 장기적인 지원 없이 민간 부문의 단기 성과에만 의존할 경우 주도권을 상실할 위험이 있음. 미국이 과거 반도체 분야에서 우위를 상실한 후 막대한 비용을 투입하여 경쟁력 회복을 시도하고 있는 상황이 양자 기술 분야에서도 반복될 수 있다는 우려가 제기되고 있음.

[참고 자료]

1. China Is Closing the Quantum Technology Gap, 2025.10.24.

2. US Weighs Quantum Computing Boost in Effort to Counter China, 2025.10.23.

3. China’s leadership vows to step up push for ‘self-reliance’ in tech, 2025.10.23.

4. State vs. Market: The Pros And Cons of China And U.S.’s Quantum Innovation Models, 2025.01.02.

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