기술 미중 양국의 양자 기술 경쟁 현황—미국은 상용 인프라, 중국은 양자 통신망으로 우위를 구축

[お持て成し]

미중 양국의 양자 기술 경쟁 현황—미국은 상용 인프라, 중국은 양자 통신망으로 우위를 구축 / 9월 18일(금) / Forbes JAPAN

양자 컴퓨팅과 암호 기술에서 강력한 상용 인프라를 보유한 미국과, 국가 규모의 양자 통신망에서 앞서 나가는 중국의 경쟁은 단순한 투자액 비교만으로는 파악하기 어려워지고 있다. 경쟁의 초점은 양자 칩, 오류 정정, 소프트웨어, 통신망, 양자 암호 표준 대응, 제조·공급망, 인재, 고객까지를 하나로 구축할 수 있느냐로 옮겨갔다. 미국과 중국은 서로 다른 분야에서 각각 우위를 형성하고 있다.

■ 2019년부터 변한 미중 양자 경쟁의 축

2019년 10월 Forbes 기사에서는 미국과 중국이 “세계에서 가장 중요한 기술 경쟁”을 벌이고 있다고 논했다. 당시 구도는 비교적 단순했다. 중국은 기술적 자립을 목표로 하는 국가 양자 전략을 시작한 지 얼마 되지 않았으며, 시진핑 국가주석 아래 2030년까지 큰 성과를 목표로 수십억 달러(수천억 엔) 규모의 양자 컴퓨팅 계획이 진행되고 있었다. 

미국에서는 이미 5년 동안 12억 달러(약 1,860억 엔)의 지출을 허용하는 국가 양자 이니셔티브 법이 제정되어 있었다. 저자는 당시 이 자금만으로는 중국의 시도에 맞서기엔 부족하다고 생각했다. 2019년에 미국이 양자 컴퓨팅에서 앞서 나갔던 주된 이유는 IBM, 구글, 마이크로소프트의 막대한 투자였다.

(참고: 저자가 소속된 Moor Insights & Strategy는 다수의 기술 기업에 자문 등의 서비스를 제공하고 있다. 이 기사에서 다루는 기업에는 구글, IBM, 마이크로소프트가 포함된다. 또한 Atom Computing, D-Wave, GlobalFoundries, IonQ, Quantinuum, Rigetti Computing과는 과거에 유상 거래 관계가 있었다.) 

당시 중국이 미국을 앞섰던 유일한 기술 분야는 양자 통신이었다. 텍사스 대학교의 이론 컴퓨터 과학자 스콧 애런슨은 중국이 양자 통신에 막대한 투자를 한 반면, 미국은 양자 계산에서 큰 우위를 유지하는 길을 선택했기 때문이라고 설명했다. 구글은 2019년 10월, 고전 컴퓨터라면 수천 년이 걸릴 것으로 여겨졌던 문제를 200초 만에 해결하고, 특정 계산에서 양자 컴퓨터가 고전 컴퓨터를 압도하는 ‘양자 초월성’을 달성했다고 발표했다. 저자는 당시 중국이 이 성과를 단기간에 따라잡을 가능성은 낮다고 보았다. 

저자가 2019년 기사에서 가장 우려했던 점은 양자 기술 경쟁이 몇 달이 아니라 수십 년에 걸쳐 지속될 것이므로, 미국 정부의 장기적인 추가 자금이 필요하다는 것이었다. 장기적인 자금 투입이 필요하다는 전망은 맞았지만, 경쟁의 축은 크게 바뀌었다. 승패를 가르는 것은 투자 규모 자체가 아니라, 하드웨어부터 오류 수정, 소프트웨어, 제조, 고객까지 연결된 실용적인 상용 기반을 어느 쪽이 구축하느냐에 달렸다. 경쟁 축의 변화로 소규모 신생 기업에도 진입 기회가 생겨, 여러 기업이 유력 기업으로 성장했다. 

◇ 2026년 미국의 양자 분야 : 상용 양자 컴퓨팅과 양자 내성 암호 표준에서 선도

■ 2026년 미국의 양자 분야: 상용 양자 컴퓨팅과 양자 내성 암호 표준에서 선도

미국에서는 2019년 이후 정부 지원과 민간 투자가 모두 증가했다. 미국 상무부는 미국 시간 2026년 5월 21일, CHIPS법에 따라 양자 관련 기업 9곳에 총 20억 1,300만 달러(약 3,120억 원) 규모의 지원을 제공하는 양해각서를 체결했다. 양자 분야에 대한 미국 정부의 단독 지원책으로는 사상 최대 규모이며, 기존의 보조금과는 달리 지원 조건으로 정부가 각 기업의 소수·비지배 지분을 취득하도록 설계되었다. 

계획에 따르면 IBM에 10억 달러(약 1,550억 원), 복수 방식의 양자 칩을 다루는 GlobalFoundries에 3억 7,500만 달러(약 581억 원)를 제공한다. D-Wave, Rigetti, Infleqtion, PsiQuantum, Quantinuum, Atom Computing에는 각각 1억 달러(약 155억 원)를 투입한다. Diraq의 실리콘 스핀 양자 비트 개발에는 최대 3,800만 달러(약 59억 원)를 배정한다. 대상은 초전도, 중성 원자, 광자, 이온 트랩, 위상학, 실리콘 스핀 등 주요 방식을 아우르며, 미국 내 양자 제조·개발 기반을 폭넓게 지원하는 구성이다. 

IBM은 정부 지원과는 별도로 뉴욕주 올버니에 있는 양자 웨이퍼 전문 파운드리 ‘Anderon’에 10억 달러(약 1,550억 원)를 투자할 계획이라고 밝혔다. 양자 칩용 웨이퍼 수탁 제조에 특화된 미국 최초의 시설을 목표로 한다. IBM은 2026년 6월 2일, 양자 분야에 5년간 총 100억 달러(약 1조 5500억 엔) 이상을 투자하고, 2029년까지 대규모 폴트 트레일런트 양자 컴퓨터를 개발하겠다는 방침도 밝혔다. 폴트 트레일런트 양자 컴퓨터란, 여러 개의 물리 양자 비트를 사용해 오류를 검출·정정하고, 양자 비트에 오류가 발생해도 계산을 계속할 수 있는 양자 컴퓨터를 말한다. 

IBM은 전 세계에 90대가 넘는 양자 시스템을 도입했으며, IBM에 따르면 이는 업계의 다른 기업들을 모두 합친 수보다 많다. IBM Quantum Network에는 금융, 의료, 재료과학, 학술, 정부 각 분야의 340개가 넘는 조직이 참여하고 있다. 

● 구글, 오류 수정 실용화에 한 걸음 다가서다

구글도 장기 투자를 이어오고 있다. 구글의 양자 연구 부문인 Google Quantum AI는 2024년 12월, 105양자비트 칩 ‘Willow’에서 양자 오류 정정이 작동하기 시작하는 중요한 경계를 넘었다. 양자 오류 정정에서는 여러 물리 양자 비트를 하나의 논리 양자 비트로 묶어 다룬다. Willow는 오류 수정에 사용하는 양자 비트를 늘릴수록 논리 오류가 줄어드는 ‘임계값 이하’ 동작을 보여, 약 30년에 걸쳐 추구해 온 목표에 도달했다. 

구글은 2025년 10월, Willow에서 동작하는 ‘Quantum Echoes’ 알고리즘이 검증 가능한 양자 우위성을 보였다고 발표했다. 양자 우위성이란, 비교 가능한 고전 컴퓨터보다 더 빠르거나 효율적으로 계산할 수 있음을 의미한다. Quantum Echoes를 이용한 계산은 미국 오크리지 국립연구소의 슈퍼컴퓨터 ‘Frontier’보다 1만 3000배 빠르며, 다른 양자 컴퓨터로도 결과를 재현할 수 있었다. 2026년 1월에는 양자 오류 정정 방식 중 하나인 동적 표면 부호를 Willow에서 사용하여, 100만 회의 오류 정정 사이클당 오류 1회 미만의 장수명 논리 양자 비트를 목표로 하는 연구를 설명했다. 

● 신흥 기업에 유입되는 거대한 민간 자금

미국에 본사를 둔 양자 기술 신생 기업이 2025년에 총 27억 달러(약 4,185억 엔)를 넘어서는 자금을 조달했다. PsiQuantum은 블랙록이 주도한 시리즈 E에서 10억 달러(약 1,550억 원)를 조달했으며, 기업가치는 70억 달러(약 1조 850억 원)로 평가받았다. 양자 컴퓨팅 분야에서는 사상 최대 규모의 단독 민간 조달이었다. 

● 미 정부가 강화하는 양자 전략과 양자 내성 암호

미국 정부는 2026년 6월 22일, 양자 기술 정책과 양자 암호 대응 전환을 각각 다루는 두 건의 대통령령을 발표했다. 양자 기술에 관한 대통령령은 국가 양자 전략의 업데이트를 명령하고, 과학 연구에 활용할 수 있는 대규모 양자 컴퓨터 개발을 추진하는 국가적 사업을 마련했다. 다른 대통령령은 양자 컴퓨터로도 깨지기 어려운 내양자 암호로 미국 정부의 정보 시스템을 이전하는 방침과 기한을 정했다. 

미국 에너지부는 2026년 6월 23일, 2028년까지 수백 개 규모의 논리 양자 비트를 갖춘 폴트 트레일런트 시스템의 실증을 목표로 하는 ‘Quantum Genesis’를 발표했다. 

미국 국립표준기술연구소(NIST)는 2024년 8월, 양자 내성 암호의 3가지 표준인 FIPS 203, 204, 205를 확정했다. 양자 컴퓨터에 의한 미래 공격에 대응하기 위한 키 공유와 디지털 서명의 기반이 되는 표준이다. NIST가 2024년 11월에 발표한 전환 지침안 IR 8547은 RSA와 타원곡선 암호 등 양자 컴퓨터에 취약한 알고리즘을 2035년까지 NIST 표준에서 단계적으로 폐지하고, 최종적으로 삭제하겠다는 방침을 제시한다. 양자 암호 시장은 2025년 4억 2000만 달러(약 651억 엔) 규모에서 2030년에는 28억 4000만 달러(약 4402억 엔) 규모로 성장할 것으로 예상된다. 

◇ 2026년 중국의 양자 분야: 국가 투자가 뒷받침하는 양자 산업과 하드웨어

■ 2026년 중국의 양자 분야: 국가 투자가 뒷받침하는 양자 산업과 하드웨어

중국에서는 2019년 이후 공적 투자와 민간 자금이 급증했다. 양자 분야 전체에도 거대한 자금이 유입되고 있다. QED-C의 「State of the Global Quantum Industry 2026」에 따르면, 2025년 민간 벤처 투자는 전 세계적으로 49억 달러(약 7,595억 엔)에 달했다. 전년 사상 최고액의 두 배가 넘는 규모다. 중국 양자 컴퓨팅 산업의 2025년 매출액은 115.6억 위안(약 2,659억 엔)으로, 연간 30% 이상 성장했다. 양자 관련 기업도 2023년 93개사에서 2024년에는 153개사로 늘어났다. 

● 국가 기금이 양자 기술에 대한 대규모 투자를 지원한다

중국에서는 국가 주도의 자금 투입도 계속되고 있다. 2026~2030년을 대상으로 하는 제15차 5개년 계획이 2026년 3월에 승인되었으며, 양자 기술은 7가지 ‘미래 산업’ 중 선두에 위치하게 되었다. 정부 자금을 물꼬로 민간 투자를 촉진하는 중국 국가 벤처캐피털 유도기금은 양자 기술에 중점을 둔 3개의 지역 기금에 1218억 위안(약 2조 8014억 원)을 배분했다. 대상은 양자 컴퓨팅과 양자 센싱을 다루는 베이징·톈진·허베이, 양자 통신을 다루는 장강 삼각주, 상용 제품을 다루는 광둥·홍콩·마카오이다. 3개의 지역 기금은 2026년에 27건의 직접 투자 사업 지원을 발표했다. 중국의 2026년 1분기 양자 분야 투자액은 2025년 연간 수준에 근접했다. 

(편집자 주: 일본 정부도 2022년에 수립한 ‘양자 미래 사회 비전’에서 2030년까지 국내 양자 기술 이용자를 1천만 명 규모로 확대하겠다는 목표를 제시하고 있다. 이화학연구소는 2023년 3월, 64양자비트의 국산 초전도 양자 컴퓨터 초호기를 클라우드 공개하고, 이후 ‘에이’라는 이름을 붙였다. 2026년 3월에는 144양자비트 후속기 '에이-II'의 운용을 시작했다） 

● 다중 방식으로 진행되는 양자 컴퓨터 개발

중국은 양자 컴퓨터 하드웨어에서도 여러 방식을 병행해 추진하고 있다. 초전도 양자 프로세서 ‘Zuchongzhi’ 시리즈는 2021년 62양자비트에서 Zuchongzhi 3.0으로 105양자비트로 늘어났다. 2025년 12월에는 107양자비트의 Zuchongzhi 3.2가 양자 오류 정정 방식인 심볼 거리 7의 표면 심볼을 사용해, 오류 정정 임계값 이하의 동작을 실증했다. 양자 비트를 늘릴수록 논리 오류가 감소하는 ‘오류 정정 임계값 이하’에 도달한 것은 미국 시간 2026년 8월 25일 기준으로 중국과학기술대학과 구글 연구팀뿐이었다. 

중국의 또 다른 초전도 시스템 ‘Tianyan-504’는 504 양자 비트를 갖추고 있다. 클라우드 이용에서는 ‘Origin Wukong’이 163개국 이용자에게 서비스를 제공하며 76만 건이 넘는 양자 계산을 처리했다. 2025년 10월에는 100양자비트 중성 원자 양자 컴퓨터 ‘Hanyuan-1’이 중국 최초의 상용 중성 원자 양자 시스템으로 도입되었으며, 고객에는 파키스탄 정부가 포함되어 있었다. 

(편집자 주: 일본에서는 후지쯔와 이화학연구소가 2025년 4월, 256양자비트 초전도 양자컴퓨터를 개발했다. 후지쯔는 2026년도에 1000양자비트급 초전도 양자컴퓨터를 설치·공개할 계획이며, NEDO의 국가 프로젝트에도 참여해 2030년도까지 1만 물리 양자비트를 넘는 시스템 구축을 목표로 하고 있다. 양자 비트의 방식, 품질, 연결성, 오류율 등이 다르기 때문에, 양자 비트 수만으로 서로 다른 양자 컴퓨터의 성능을 단순 비교할 수는 없다) 

■ 중국이 양자 통신망에서 미국을 크게 앞서다

2019년 기사에서는 중국이 양자 통신 분야에서 미국보다 앞서고 있다고 지적했다. 미국 시간 2026년 8월 25일 기준으로도, 미국은 양자 통신에서 중국을 따라잡지 못하고 있다. 중국은 2019년 이후 17개 성 80개 도시를 연결하는 세계 최대 규모의 실운용 양자 통신망을 구축했다. 기존 베이징-상하이 간선과 새로 구축된 중국 양자 통신망을 합친 광섬유 총 연장은 1만 2000km를 넘어, 145개의 핵심 노드를 갖춘다. 중국전신은 2025년 기준으로 양자통신 서비스 이용자가 680만 명을 넘어섰다고 보고했다. 

중국은 2016년에 양자통신 위성 ‘Micius’를 발사했다. Micius는 궤도 감쇠로 인해 2026년에 운용을 종료했지만, 중국에는 이를 대체할 소형 위성 ‘Jinan-1’이 있다. Jinan-1은 중국 각지의 지상국과 남아프리카공화국 스텔렌보스에 있는 지상국 간에 양자 키 분배(QKD)를 실시간으로 실증했다. QKD는 양자역학의 특성을 이용해 암호키를 공유하고 도청 여부를 감지할 수 있게 하는 기술이다. Jinan-1을 이용한 실험은 남반구 최초의 양자 위성 통신이 되었으며, 중국과 남아프리카를 연결하는 1만 2,900km 대륙 간 QKD 기록도 세웠다. 중국은 2027년에 위성군을 활용해 BRICS 국가 간을 연결하는 세계 규모의 양자 통신 서비스를 시작할 계획이다. 

중국과학기술대학교 등의 연구팀은 2026년 2월 2일, 장거리 양자통신에 필요한 양자 중계기의 실용화를 위한 중요한 연구 성과를 Nature에 발표했다. 양자 중계기는 떨어진 거점 간에 양자 얽힘을 단계적으로 연결해 광섬유 상에서 장거리 양자 통신을 구현하기 위한 기술이다. 연구팀은 이온트랩 방식의 양자 메모리를 이용해, 10km 광섬유로 구분된 두 지점의 양자 메모리 사이에 장시간 유지할 수 있는 양자 얽힘을 생성했다. 

안타깝게도 미국에는 중국과 동등한 실용 양자 통신 인프라가 없다. 미국 에너지부의 Quantum Internet Blueprint와 여러 실증 설비는 아직 초기 단계의 시도다. 저자는 2026년에 IonQ가 추진하는 세계 규모의 양자 네트워크 계획을 해설하는 백서도 집필했다. 

◇ 미국의 수출 규제가 중국의 양자 공급망 구축을 촉진한다

■ 미국의 수출 규제가 중국의 양자 공급망 구축을 촉진한다

2019년 기사에 없던 큰 요소가 양자 기술에 특화된 수출 규제의 등장이다. 미국 상무부 산업안보국(BIS)은 2024년 9월, 양자컴퓨터 및 관련 기기를 대상으로 한 수출 규제를 확정했다. 규제 구분 ECCN 4A906.a.1에는 완전히 제어되고 상호 연결되어 작동하는 물리 양자 비트를 34개 이상 100개 미만 보유한 양자 컴퓨터가 포함된다. 대상 조건에는 2양자 비트 연산인 C‑NOT 게이트의 오류율이 10⁻⁴ 이하인 것 역시 포함된다. 규제는 양자 칩을 극저온으로 유지하는 희석 냉동기 등 주요 장비에도 적용된다. 

미국 재무부의 대외투자 규정이 2025년 1월 2일에 발효되었다. 미국인의 중국 양자 컴퓨팅, 군사용 양자 센싱, 양자 통신 시스템에 대한 투자를 금지하고 있다. 2024년 5월에는 엔터티 리스트에 중국의 양자 관련 조직 22곳이 추가되었으며, 극저온 기술 공급 기업과 과학 장비 판매 기업에도 규제가 확대되었다. 

수출 규제에는 중국 내 공급망 정비를 가속화한다는 의도치 않은 결과도 있었다. 미국이 최초 규제를 도입한 지 2년 이내에, 중국은 희석 냉동기의 국내 생산을 시작했다. 그 이전에는 희석 냉동기 등의 극저온 시스템을 핀란드의 Bluefors와 영국의 Oxford Instruments에서 거의 전부 조달하고 있었다. 

(편집자 주: 일본에서는 NTT와 OptQC가 광자를 이용하는 광양자 컴퓨터 개발을 추진하고 있다. 초전도 방식은 양자 비트를 극저온까지 냉각해야 하지만, 광양자 방식은 상온·상압에서 동작할 수 있어 대형 극저온 냉각 장치가 필요하지 않다. NTT와 OptQC는 2030년도까지 오류 내성을 갖춘 100만 양자비트급 광양자 컴퓨터를 실현하겠다는 목표를 내걸고 있다） 

■ 미중은 서로 다른 우위, 승부는 전체를 연결하는 힘으로

2019년 당시, 미중 양자 경쟁은 대략적으로 말하면 미국의 대학·연구기관과 신생 기업이 중국 정부 주도의 전략 투자와 경쟁하는 구도였다. 미국 기업·연구기관과 중국 국가 투자가 경쟁하는 구도는 계속되고 있지만, 경쟁의 핵심은 바뀌었다. 하드웨어, 오류 정정, 소프트웨어, 통신망, 표준, 공급망, 인재, 고객까지를 하나의 산업 기반으로 먼저 연결해 전략적 우위를 확보하는 쪽이 어느 쪽인지가 경쟁이 되고 있다. 

저자는 다양한 기업이 참여하는 상용 양자 컴퓨팅 기반 분야에서 미국이 앞서고 있다고 보고 있다. 벤처 투자를 받은 신흥 기업, 클라우드를 통해 양자 컴퓨터를 사용할 수 있는 환경, 기업의 실증 계획, 거대 IT 기업의 대규모 시스템과의 통합을 결합하는 능력으로 중국은 현재 미국에 미치지 못한다는 평가다. IBM의 100억 달러(약 1조 5500억 엔) 이상 투자, 구글의 양자 오류 정정 관련 성과, 미국 정부가 기업의 소수 지분을 취득하는 산업 정책은 저자가 2019년 기사를 썼을 때는 상상할 수 없었던 규모의 민관 투자다. 전 세계적으로 도입이 확대되고 있는 양자 내성 암호 표준에서도 미국이 앞서고 있다. IBM이 제시한 양자 우위성 추적 지표에 따르면, 양자 컴퓨터가 고전 계산을 실용적으로 능가하는 사례가 나타나기 시작한 것으로 알려졌다. 저자는 이 분야에서 중국이 미국을 따라잡기 어렵다고 보고 있다. 

중국은 양자 통신 인프라와 국가 규모로 집중적으로 도입하는 역량에서 앞서고 있다. 1만 2천 킬로미터가 넘는 양자 통신망과 위성을 활용한 QKD, 1,218억 위안(약 2조 8,014억 엔) 규모의 국가 벤처캐피털 유도기금은 미국이 아직 재현하지 못한 국가적 사업 규모를 보여준다.

● 실용화를 좌우하는 것은 오류 수정과 유용한 용도

저자는 미중 양국의 양자 기술 경쟁 향방을 좌우할 요인으로 두 가지를 제시하고 있다. 하나는 대규모 폴트 트레일런스를 실현하는 것이고, 다른 하나는 폴트 트레일런트 양자 컴퓨터로 기존 컴퓨터로는 어려운 실용적인 처리를 수행할 수 있는 용도를 개발하는 것이다. IBM, IonQ, QuEra 등 미국의 여러 기업이 2028~2029년을 목표로 폴트 트레일런트한 시스템을 구축하는 로드맵을 발표했다. 중국은 구체적인 시행 시기를 아직 발표하지 않았지만, 저자는 미국 기업이 제시한 시기와 크게 차이나지 않을 것으로 추정한다. 
 
■ AI와 양자 기술이 장기적인 미중 경쟁을 형성한다

저자는 양자 컴퓨팅과 인공지능(AI) 양쪽을 역사적인 기술 혁명으로 보고 있다. 다만, 진전 속도와 사회에 미치는 영향은 크게 다르다. 생성 AI가 사회로 급속히 확산되기 시작한 것은 2022년 후반이며, 구글이 양자 초월성을 발표한 2019년으로부터 약 3년 후였다. 2022년 하반기 이후 일반인과 경제에 미친 영향은 AI 쪽이 더 크다. 

사회·경제에 미치는 영향은 크게 다르지만, 저자는 AI와 양자 기술 양쪽이 새로운 기술 시대를 지탱하는 기둥이 될 것이라고 보고 있다. 미국과 중국은 양 분야의 주도권을 두고 치열하게 경쟁하고 있다. 양 기술이 장기적으로 인류를 진보시킬지, 불안정하게 만들지는 아직 알 수 없으며, 세계 지도자들이 어떤 판단과 통치, 윤리적 억제책을 마련하느냐에 달려 있다. 저자는 세계 안보, 상거래, 지정학을 형성하는 미중 전략 경쟁이 앞으로 수십 년에 걸쳐 고도화된 AI와 폴트 트레일러런트 양자 컴퓨팅이 교차하는 영역에서 전개될 것이라고 보고 있다. 

Forbes JAPAN 편집부

米中による量子技術競争の現在地──米国は商用基盤、中国は量子通信網で優位を築く

米中による量子技術競争の現在地──米国は商用基盤、中国は量子通信網で優位を築く（Forbes J

米中による量子技術競争の現在地──米国は商用基盤、中国は量子通信網で優位を築く / 9/18(金) 12:00配信 / Forbes JAPAN 

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量子コンピューティングと暗号技術で強い商用基盤を持つ米国と、国家規模の量子通信網で先行する中国の競争は、単純な投資額の比較では捉えにくくなっている。競争の焦点は、量子チップ、誤り訂正、ソフトウェア、通信網、耐量子暗号標準、製造・供給網、人材、顧客までを一体で築けるかへ移った。米国と中国は、異なる分野でそれぞれ優位を形成している。

■2019年から変わった米中量子競争の軸

2019年10月のForbes記事では、米国と中国が「世界で最も重要な技術競争」を繰り広げていると論じた。当時の構図は比較的単純だった。中国は技術的な自立を目指す国家量子戦略を始動させたばかりで、習近平国家主席の下、2030年までの大きな成果を目指して数十億ドル（数千億円）規模の量子コンピューティング計画が進められていた。

米国ではすでに、5年間で12億ドル（約1860億円）の支出を認める国家量子イニシアチブ法が成立していた。著者は当時、この資金では中国の取り組みに対抗するには足りないと考えていた。2019年に米国が量子コンピューティングで先行していた主因は、IBM、グーグル、マイクロソフトによる多額の投資だった。

（注：著者が所属するMoor Insights & Strategyは、多くのテクノロジー企業に助言などのサービスを提供している。本記事で取り上げる企業ではグーグル、IBM、マイクロソフトが含まれる。また、Atom Computing、D-Wave、GlobalFoundries、IonQ、Quantinuum、Rigetti Computingとは過去に有償の取引関係があった。）

当時、中国が米国を上回っていた唯一の技術分野は量子通信だった。テキサス大学の理論計算機科学者スコット・アーロンソンは、中国が量子通信に多額を投じたのに対し、米国は量子計算での大きな優位を維持する道を選んだためだと説明した。グーグルは2019年10月、古典コンピューターなら数千年かかるとされた問題を200秒で解き、特定の計算で量子コンピューターが古典コンピューターを圧倒する「量子超越性」を達成したと発表していた。著者は当時、中国がこの成果に短期間で追いつく可能性は低いとみていた。

著者が2019年の記事で最も懸念していたのは、量子技術の競争が数カ月ではなく数十年に及ぶため、米政府による長期の追加資金が必要になることだった。長期的な資金投入が必要だという見通しは的中したが、競争の軸は大きく変わった。勝敗を分けるのは投資額そのものではなく、ハードウェアから誤り訂正、ソフトウェア、製造、顧客までをつないだ実用的な商用基盤をどちらが築けるかになった。競争軸の変化により、小規模な新興企業にも参入機会が生まれ、複数社が有力企業へ成長した。

2026年の米国の量子分野：商用量子計算と耐量子暗号標準で先行
■2026年の米国の量子分野：商用量子計算と耐量子暗号標準で先行

米国では2019年以降、政府支援と民間投資がともに増えた。米商務省は米国時間2026年5月21日、CHIPS法に基づき、量子関連企業9社へ総額20億1300万ドル（約3120億円）規模の支援を提供する意向書を締結した。量子分野に対する単独の米政府支援策として過去最大規模で、従来型の助成とは異なり、支援条件として政府が各社の少数・非支配持ち分を取得する設計だった。

計画では、IBMに10億ドル（約1550億円）、複数方式の量子チップを扱うGlobalFoundriesに3億7500万ドル（約581億円）を提供する。D-Wave、Rigetti、Infleqtion、PsiQuantum、Quantinuum、Atom Computingには各1億ドル（約155億円）を充てる。Diraqのシリコンスピン量子ビット開発には最大3800万ドル（約59億円）を割り当てる。対象は超伝導、中性原子、光子、イオントラップ、トポロジカル、シリコンスピンなど主要方式にまたがり、米国内の量子製造・開発基盤を広く支える構成だ。

IBMは政府支援とは別に、ニューヨーク州オールバニーで量子ウエハーを専門に扱うファウンドリー「Anderon」へ10億ドル（約1550億円）を投じる計画を示した。量子チップ向けウエハーの受託製造に特化した米国初の施設を目指す。IBMは2026年6月2日、量子分野へ5年間で総額100億ドル（約1兆5500億円）を超える投資を行い、2029年までに大規模なフォールト・トレラント量子コンピューターを開発する方針も示した。フォールト・トレラント量子コンピューターとは、複数の物理量子ビットを使ってエラーを検出・訂正し、量子ビットに誤りが生じても計算を継続できる量子コンピューターを指す。

IBMは世界で90台を超える量子システムを導入しており、IBMによれば業界の他社を合計した数より多い。IBM Quantum Networkには、金融、医療、材料科学、学術、政府の各分野から340を超える組織が参加している。

●グーグルは誤り訂正を実用化へ近づける

グーグルも長期投資を続けてきた。グーグルの量子研究部門Google Quantum AIは2024年12月、105量子ビットのチップ「Willow」で、量子誤り訂正が機能し始める重要な境界を越えた。量子誤り訂正では、複数の物理量子ビットをまとめて1つの論理量子ビットとして扱う。Willowは、誤り訂正に使う量子ビットを増やすほど論理エラーが減る「閾値以下」の動作を示し、約30年にわたり追求されてきた目標に到達した。

グーグルは2025年10月、Willow上で動く「Quantum Echoes」アルゴリズムが、検証可能な量子優位性を示したと発表した。量子優位性とは、比較可能な古典コンピューターより速く、または効率よく計算できることを指す。Quantum Echoesによる計算は米オークリッジ国立研究所のスーパーコンピューター「Frontier」より1万3000倍速く、別の量子コンピューターでも結果を再現できた。2026年1月には、量子誤り訂正方式の1つである動的表面符号をWillowで使い、100万回の誤り訂正サイクルにつきエラー1回未満の長寿命な論理量子ビットを目指す研究を説明した。

●新興企業に流れ込む巨額の民間資金

米国に本社を置く量子技術の新興企業は2025年、合計27億ドル（約4185億円）を超える資金を調達した。PsiQuantumはブラックロック主導のシリーズEで10億ドル（約1550億円）を調達し、企業価値は70億ドル（約1兆850億円）と評価された。量子コンピューティング分野では過去最大の単独民間調達だった。

●米政府が強化する量子戦略と耐量子暗号

米政府は2026年6月22日、量子技術政策と耐量子暗号への移行をそれぞれ扱う2本の大統領令を出した。量子技術に関する大統領令は国家量子戦略の更新を命じ、科学研究に使える大規模量子コンピューターの開発を進める国家的取り組みを設けた。別の大統領令は、量子コンピューターでも破られにくい耐量子暗号へ米政府の情報システムを移行する方針と期限を定めた。

米エネルギー省は2026年6月23日、2028年までに数百個規模の論理量子ビットを備えたフォールト・トレラントなシステムの実証を目指す「Quantum Genesis」を発表した。

米国立標準技術研究所（NIST）は2024年8月、耐量子暗号の3つの標準FIPS 203、204、205を確定した。量子コンピューターによる将来の攻撃に耐える鍵共有とデジタル署名の基礎となる標準だ。NISTが2024年11月に公表した移行指針案IR 8547は、RSAや楕円曲線暗号など量子コンピューターに弱いアルゴリズムを2035年までにNIST標準から段階的に廃止し、最終的に削除する方針を示す。耐量子暗号市場は、2025年の4億2000万ドル（約651億円）から2030年には28億4000万ドル（約4402億円）規模になると予測されている。

2026年の中国の量子分野：国家投資が支える量子産業とハードウェア
■2026年の中国の量子分野：国家投資が支える量子産業とハードウェア

中国では2019年以降、公的投資と民間資金が急増した。量子分野全体にも巨額の資金が流れ込んでいる。QED-Cの「State of the Global Quantum Industry 2026」によると、2025年の民間ベンチャー投資は世界全体で49億ドル（約7595億円）に達した。前年の過去最高額の2倍を超える規模だ。中国の量子コンピューティング産業の2025年の売上高は115.6億元（約2659億円）で、年30％を超えて成長した。量子関連企業も2023年の93社から2024年には153社へ増えた。

●国家基金が量子技術への巨額投資を支える

中国では国家主導の資金投入も続く。2026～2030年を対象とする第15次5カ年計画は2026年3月に承認され、量子技術は7つの「未来産業」の筆頭に位置づけられた。政府資金を呼び水に民間投資を促す中国国家ベンチャーキャピタル誘導基金は、量子技術に重点を置く3つの地域基金へ1218億元（約2兆8014億円）を配分した。対象は、量子コンピューティングと量子センシングを扱う北京・天津・河北、量子通信を扱う長江デルタ、商用製品を扱う広東・香港・マカオだ。3つの地域基金は2026年、27件の直接投資案件への支援を発表した。中国の2026年第1四半期だけの量子分野への投資額は、2025年通年に近い水準だった。

（編注：日本政府も2022年に策定した「量子未来社会ビジョン」で、2030年に国内の量子技術利用者を1000万人規模へ拡大する目標を掲げている。理化学研究所は2023年3月、64量子ビットの国産超伝導量子コンピューター初号機をクラウド公開し、後に「叡」と命名した。2026年3月には144量子ビットの後継機「叡-II」の運用を開始している）

●複数方式で進む量子コンピューター開発

中国は量子コンピューターのハードウェアでも複数方式を並行して進めている。超伝導量子プロセッサー「Zuchongzhi」シリーズは2021年の62量子ビットから、Zuchongzhi 3.0で105量子ビットへ増えた。2025年12月には107量子ビットのZuchongzhi 3.2が、量子誤り訂正方式である符号距離7の表面符号を使い、誤り訂正の閾値を下回る動作を実証した。量子ビットを増やすほど論理エラーが減る「誤り訂正の閾値以下」に到達していたのは、米国時間2026年8月25日時点で中国科学技術大学とグーグルの研究チームだけだった。

中国の別の超伝導システム「Tianyan-504」は504量子ビットを備える。クラウド利用では「Origin Wukong」が163カ国の利用者にサービスを提供し、76万件を超える量子計算を処理した。2025年10月には、100量子ビットの中性原子量子コンピューター「Hanyuan-1」が中国初の商用中性原子量子システムとして導入され、顧客にはパキスタン政府が含まれていた。

（編注：日本では富士通と理化学研究所が2025年4月、256量子ビットの超伝導量子コンピューターを開発した。富士通は2026年度に1000量子ビット級の超伝導量子コンピューターを設置・公開する計画で、NEDOの国家プロジェクトにも参画し、2030年度までに1万物理量子ビットを超えるシステムの構築を目指している。量子ビットの方式、品質、接続性、エラー率などが異なるため、量子ビット数だけで異なる量子コンピューターの性能を単純比較することはできない）

■中国は量子通信網で米国を大きく上回る

2019年の記事では、中国が量子通信で米国より大きく先行していると指摘していた。米国時間2026年8月25日時点でも、米国は量子通信で中国に追いついていない。中国は2019年以降、17省80都市を結ぶ世界最大の実運用量子通信網を構築した。既存の北京―上海幹線と新たな中国量子通信網を合わせた光ファイバー総延長は1万2000キロを超え、145の基幹ノードを備える。中国電信は2025年時点で、量子通信サービスの利用者が680万人を超えたと報告している。

中国は2016年に量子通信衛星「Micius」を打ち上げた。Miciusは軌道減衰によって2026年に運用を終えたが、中国には代替役を担う小型衛星「Jinan-1」がある。Jinan-1は、中国各地の地上局と南アフリカのステレンボッシュにある地上局との間で、量子鍵配送（QKD）をリアルタイムに実証した。QKDは量子力学の性質を利用して暗号鍵を共有し、盗聴の有無を検知できるようにする技術だ。Jinan-1を使った実験は南半球初の量子衛星通信となり、中国と南アフリカを結ぶ1万2900キロの大陸間QKD記録も樹立した。中国は2027年、衛星群を使ってBRICS諸国間を結ぶ世界規模の量子通信サービスを始める計画だ。

中国科学技術大学などの研究チームは2026年2月2日、長距離の量子通信で必要になる量子中継器の実用化に向けた重要な研究成果をNatureに発表した。量子中継器は、離れた拠点間で量子もつれを段階的につなぎ、光ファイバー上で長距離の量子通信を成立させるための技術だ。研究チームはイオントラップ方式の量子メモリーを使い、10キロの光ファイバーで隔てた2地点の量子メモリー間に長時間維持できる量子もつれを生成した。

米国には残念ながら、中国と同等の実用量子通信インフラがない。米エネルギー省のQuantum Internet Blueprintや複数の実証設備は、まだ初期段階の取り組みだ。著者は2026年、IonQが進める世界規模の量子ネットワーク計画を解説するホワイトペーパーも執筆している。

米国の輸出規制が中国の量子供給網整備を促す
■米国の輸出規制が中国の量子供給網整備を促す

2019年の記事にはなかった大きな要素が、量子技術に特化した輸出規制の登場だ。米商務省産業安全保障局（BIS）は2024年9月、量子コンピューターと関連機器を対象にした輸出規制を確定した。規制区分ECCN 4A906.a.1には、完全に制御され、相互接続され、稼働する物理量子ビットを34以上100未満備える量子コンピューターが含まれる。対象となる条件には、2量子ビット演算であるC-NOTゲートのエラー率が10⁻⁴以下であることも含まれる。規制は、量子チップを極低温に保つ希釈冷凍機などの主要機器にも及ぶ。

米財務省の対外投資規則は2025年1月2日に発効した。米国人による中国の量子コンピューティング、軍事利用向け量子センシング、量子通信システムへの投資を禁じている。2024年5月にはエンティティー・リストに中国の量子関連組織22件が追加され、極低温技術の供給企業や科学機器の販売企業にも規制が広がった。

輸出規制には、中国国内の供給網整備を加速するという意図しない結果もあった。米国が最初の規制を導入してから2年以内に、中国は希釈冷凍機の国内生産を始めた。それ以前、希釈冷凍機などの極低温システムはフィンランドのBlueforsと英国のOxford Instrumentsからほぼすべて調達されていた。

（編注：日本ではNTTとOptQCが、光子を利用する光量子コンピューターの開発を進めている。超伝導方式が量子ビットを極低温まで冷却する必要があるのに対し、光量子方式は常温・常圧で動作でき、大型の極低温冷却装置を必要としない。NTTとOptQCは2030年度までに、誤り耐性を備えた100万量子ビット級の光量子コンピューターを実現する目標を掲げている）

■米中は異なる優位、勝負は全体をつなぐ力へ

2019年当時、米中の量子競争は大まかにいえば、米国の大学・研究機関と新興企業が、中国政府主導の戦略投資と競う構図だった。米国の企業・研究機関と中国の国家投資が競う構図は続いているが、競争の核心は変わった。ハードウェア、誤り訂正、ソフトウェア、通信網、標準、供給網、人材、顧客までを1つの産業基盤として先に結びつけ、戦略的優位を得るのはどちらかという競争になっている。

著者は、多様な企業が参加する商用量子コンピューティング基盤では米国が先行しているとみている。ベンチャー投資を受けた新興企業、クラウド経由で量子コンピューターを使える環境、企業の実証計画、巨大IT企業による大規模システムとの統合を組み合わせる力で、中国は現在の米国に及ばないという評価だ。IBMによる100億ドル（約1兆5500億円）超の投資、グーグルの量子誤り訂正に関する成果、米政府が企業の少数持ち分を取得する産業政策は、著者が2019年の記事を執筆した時点では想像できなかった規模の官民投資だ。世界で導入が進む耐量子暗号標準でも米国が先行している。IBMが設けた量子優位性の追跡指標では、量子コンピューターが古典計算を実用面で上回る事例が現れ始めたとされる。著者は、この分野で中国が米国に追いつくのは難しいとみている。

中国は、量子通信インフラと国家規模で集中的に導入する力で先行している。1万2000キロを超える量子通信網、衛星を使うQKD、1218億元（約2兆8014億円）の国家ベンチャーキャピタル誘導基金は、米国がまだ再現できていない国家的取り組みの規模を示す。

●実用化を左右するのは誤り訂正と有用な用途

著者は、米中の量子技術競争の行方を左右する要因として2つを挙げている。1つは大規模なフォールト・トレランスを実現すること、もう1つは、フォールト・トレラント量子コンピューターで従来の計算機には難しい実用的な処理を実行できる用途を開発することだ。IBM、IonQ、QuEraなど米国の複数企業は、2028～2029年を目標にフォールト・トレラントなシステムを構築するロードマップを公表している。中国は実現時期をまだ公表していないが、著者は米国企業が示す時期と大きくは離れないと推測している。

■AIと量子技術が長期の米中競争を形作る

著者は、量子コンピューティングと人工知能（AI）の双方を歴史的な技術革命と捉えている。ただ、進展の速度と社会への影響は大きく異なる。生成AIが急速に社会へ広がり始めたのは2022年後半で、グーグルが量子超越性を発表した2019年から約3年後だった。2022年後半以降、一般の人々や経済に与えた影響はAIの方が大きい。

社会・経済への影響は大きく異なるものの、著者はAIと量子技術の双方が新しい技術時代を支える柱になるとみている。米国と中国は両分野の主導権を巡って激しく競っている。長期的に両技術が人類を前進させるのか、不安定化させるのかはまだ分からず、世界の指導者がどのような判断、統治、倫理的な歯止めを設けるかに左右される。著者は、世界の安全保障、商取引、地政学を形作る米中の戦略競争が、今後数十年にわたり高度なAIとフォールト・トレラント量子コンピューティングが交わる領域で展開されると考えている。

Forbes JAPAN 編集部