양자시장점유율 10%, 양자인력 2500명 청사진···양자시대 준비 본격화[미래기술25]

[이데일리 강민구 기자]

[이데일리 김정훈 기자]

우리나라도 양자기술 선진국을 따라잡기 위한 ‘추격전’에 나섰습니다. 과학기술정보통신부는 지난 6월 ‘대한민국 양자과학기술 전략’을 발표했습니다. 윤석열 대통령이 스위스 취리히연방공대에서 양자 석학과 대화한 내용을 반영해 중장기 비전을 담은 첫 국가전략이라는 점에서 의미가 있습니다.

글로벌 양자경제 중심국가 도약 목표

우리나라의 현재 양자과학기술 수준은 미국 등 최선도국 대비 62.5% 수준입니다. KAIST, 한국전자통신연구원 등에서 성과가 나오면서 양자기술이 주목받았지만 이후 주춤했습니다. 하지만, 전문가들은 2035년께는 85% 수준까지 격차를 줄일 수 있으리라 보고 있습니다.

양자컴퓨터 분야에서는 한국표준과학연구원을 주축으로 국내 연구기관, 대학, 기업 등이 뭉쳐 초전도 기반 50 큐비트 양자컴퓨터를 개발중입니다.

가장 부족한 부분인 핵심인력 양성도 속도를 낼 것으로 보입니다. 현재 양자인력은 384명에 불과한데 이를 2500명까지 양성하고, 양자분야 종사 인력도 현재 1000명에서 1만 명까지 확대할 계획입니다. 무엇보다 양자시장 점유율을 10%까지 확대하고, 양자과학기술 공급·활용기업도 1200개까지 육성하려 합니다.

과학기술정보통신부는 한국과학기술원(KAIST)과 8개 지역 국립대와 함께 ‘한국과학기술원 주관 양자대학원’ 개원식을 2023년 11월 7일 KAIST에서 개최했습니다. KAIST 주관 양자대학원은 지난해 고려대 주관 양자대학원에 이어 두 번째로 신설된 곳이죠. 과기정통부는 앞으로 3개 양자대학원을 2032년까지 운영해 박사급 540명을 배출할 계획입니다.

지난 3년간(2019년~2022년) 130억 원을 국제협력에 투자했다면 앞으로 10년 동안에는 2100억 원을 투자할 계획입니다.

구글·IBM·MS 경쟁 속 국내 기업, 대학도 개발 나서

글로벌 IT 기업들은 양자기술 연구·상용화에 본격적으로 나서고 있습니다.우리나라는 삼성전자, 현대차 등 대기업과 통신3사가 팔을 걷어붙이고 추격전에 나섰습니다.

양자컴퓨터 분야에서 세계적으로 가장 앞선 기업은 구글입니다. 구글은 2019년에 양자컴퓨터 ‘시커모어’를 공개했습니다. 시커모어는 슈퍼컴퓨터가 1만 년 이상 해야 했던 계산을 불과 200초도 안 돼 처리해 세계를 놀라게 했습니다. 구글은 양자컴퓨터 관련 초전도 큐비트 기술 개발을 위해 영하 200도 극저온 환경을 구축했습니다. 장기적인 투자로 2030년 내에 본격적인 상용화에 나설 계획입니다.

IBM은 지난해 ‘오스프리’라는 433큐비트급 양자컴퓨터 프로세서를 내놓았고, 2023년 안으로 1121큐비트급 양자컴퓨터 공개를 목표로 하고 있습니다. 또 10년뒤까지 오류를 완전히 수정한 10만 큐비트급 양자컴퓨터를 만들 계획입니다. MS는 지난해 ‘위상 큐비트(topological qubits)’의 개발해 성공해 차세대 컴퓨팅 기능 개발을 위한 첫 번째 관문을 넘어섰다고 합니다.

스타트업도 잇따르고 있습니다. 대표적인 곳은 아이온큐(IONQ)입니다. 김정상 듀크대 교수와 크리스 먼로 메릴랜드대 교수가 협력해 2015년에 설립한 스타트업입니다. 삼성전자, 구글, 아마존 투자를 받았고 지난해 나스닥에 상장했습니다. 양자 반도체 설계·제조에 나선 캐나다의 스타트업 자나두(Xanadu), 삼성전자가 투자한 양자컴퓨터 소프트웨어 분야 이스라엘 스타트업인 클래지큐도 두각을 보이고 있습니다.

우리나라는 추격전에 나선 상황입니다. 삼성전자는 알리오 테크놀로지스(2019년 9월), 아이온큐(2019년 10월), 퀀텀머신(2021년 9월) 등 양자컴퓨터 개발 기업에 잇따라 투자를 하고 있습니다. 현대차는 전기차 배터리 성능과 자율주행 기술 향상을 위해 아이온큐와 협력하고 있습니다.

통신3사는 빠르고 보안성이 높은 양자기술 분야에 공을 쏟고 있습니다. 2011년 양자기술연구소를 설립한 이래 양자기술을 미래 먹을거리로 보고 투자해온 SK텔레콤은 2018년에 양자보안기업 IDQ를 인수했습니다. 지난해 9월에는 보령 LNG 터미널에서 가스 유출을 탐지할 수 있는 양자센서 시스템을 실증했고, ‘MWC2023’에서는 국내 보안기업 케이씨에스와 양자난수생성 기능과 암호통신 기능을 통합해 제공하는 ‘양자암호원칩’을 선보였습니다.

2017년부터 양자기술 연구를 시작한 KT는 100% 국내 기술로 양자암호화 장비를 개발했습니다. 특히 독자 개발한 무선 QKD(양자 키 분배 장치)를 이용해 지난해 5월 1km 구간에서 무선 양자암호를 전송했고, 같은 해 12월에는 제주국제대에 무선 양자암호통신망도 구축했습니다.

LG유플러스는 2020년 6월에 세계 최초로 양자내성암호 기술을 탑재한 광전송장비 개발에 성공했습니다. 지난해에는 해킹이 불가능한 보안 환경을 제공하는 기업 전용 네트워크 상품인 양자내성암호전용회선을 출시한뒤 상품을 확대하고 있습니다.