"양자컴퓨터 놓치면 IT강국 소멸…5년 내 따라잡자"

정부-산학연, 9일 오후 결의
표준연 2026년까지 50큐비트급 양자컴퓨터 개발 등 집중 투자 지원

[아시아경제 김봉수 기자] 지난해 방영된 JTBC 드라마 '시지프스'에서 주인공은 양자컴퓨터를 이용해 타임머신을 발명한다. 아직은 '공상과학' 수준의 얘기지만, 앞으로 10년 이내 실제 양자컴퓨터가 실용화되고 엄청난 과학기술의 변화와 발전의 계기가 될 것이라는 게 과학자들의 전망이다. 이에 미국과 중국 등은 양자과학 육성 및 양자컴퓨팅 기술 개발에 국가적인 총력을 다하고 있다. 현재 주요 국가들에 비해 10년 이상 뒤쳐져 있는 우리나라도 5년내 50큐비트급 양자컴퓨터 개발, 15년 내 양자인터넷 구축 등을 실현해 미국·중국을 따라잡겠다고 나섰다.

정부와 산학연은 9일 오후 대전 한국표준과학연구원에서 열린 ‘50큐비트 양자컴퓨터 구축 및 양자인터넷 개발 착수 보고회'를 갖고 이같이 결의했다.

양자컴퓨터는 물질의 최소 단위(양자 또는 퀀텀·Quantum)가 갖는 특성, 즉 양자 얽힘·중첩 현상을 이용해 지금의 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 빠르고 보안이 완벽한 컴퓨팅과 통신을 실현시켜 줄 것으로 기대되는 기술이다. 기존 컴퓨터는 아무리 반도체나 중앙처리장치(CPU)의 속도를 높이고 고밀도로 설계해도 변수가 다양한 복잡한 계산일수록 느려지는 한계가 있다. 미로로 따지면 드나드는 구멍이 적어 순차계산만 할 수 있기 때문이다. 그러나 양자컴퓨터는 마치 사람의 두뇌가 눈과 귀, 코, 피부 등 감각 기관을 통해 수집된 엄청난 양의 다양한 정보를 순식간에 처리하고 저장하는 것처럼 기능할 수 있다.

현재 초기 개발 단계로 IBM, 구글 등 미국의 빅테크 기업들이나 중국 등이 앞서나가고 있다. 다만 양자 특유의 성질을 유지하려면 절대 온도 0도(영하 273도), 무중력 등 초전도 상태를 유지해야 해 개발에 어려움을 겪고 있다. 우리나라는 현재 5큐비트급 양자컴퓨터를 개발한 상태다.

정부는 '2030년 양자기술 4대 강국'을 목표로 양자컴퓨팅·양자통신 분야에서 대규모 투자를 진행한다. 올해부터 5년간 총 490억원을 들여 양자컴퓨팅 연구 인프라를 구축한다. 양자인터넷 핵심원천기술 개발에도 같은 시간 456억원을 지원한다.

이종호 과학기술정보통신부 장관은 “5년 이내에 양자컴퓨터가 실용적 문제해결에 활용될 수 있을 것이라는 전망이 확산되고 있다"면서 "향후 5년은 양자생태계의 매우 중요한 분기점으로 우리가 지금 신속하게 기술 추격에 나서지 않을 경우 향후 양자기술 경쟁력 확보를 위한 재도전의 기회는 없을지도 모른다”고 강조했다. 이어 “오늘 행사를 통해 본격화되는 50큐비트 양자컴퓨터 구축 및 양자인터넷 개발은 현재 우리의 기술 수준과 인력 규모 등을 감안할 때 어려운 도전임에 분명하지만, 양자기술 대도약을 위해 반드시 가야할 길인만큼 산학연이 협력하여 최선을 다해 달라”고 당부하였다.

이날 표준연은 2026년까지 초전도 방식의 50큐비트 양자컴퓨터 구축을 완수해 미국, 중국에 이어 세계 3번째로 50큐비트급 양자컴퓨터를 자체 구축한 국가가 되도록 하겠다는 비전을 밝혔다. 표준연은 "비록 전문인력이 부족하고 핵심 장비·부품의 수급난 등 제반환경도 녹록치 않지만 성균관대·UNIST·KISTI 등 사업에 참여하는 분야별 국내 최고 연구진, 양자컴퓨팅 구축·운영 협력기업 등과 긴밀히 협업할 것"이라며 "해외 유수기관과의 전략적 협력 및 국내 산업계의 적극적 참여 지원 등을 통해 극복해나갈 것"이라고 설명했다. 한국전자통신연구원(ETRI)와 한국과학기술연구원(KIST)도 2036년 양자인터넷 시범 서비스 개시를 목표로 우선 2026년까지 현존 네트워크로는 불가능한 양자정보 전달용 유·무선 초기 중계기를 개발하는 한편 2031년에는 양자 인터넷 시범망(Quantum ARPAnetⓚ)을 구축하겠다고 밝혔다. 또 양자정보 저장에 필수적인 양자메모리 핵심기술을 확보해 나가는데 최선을 다하겠다고 다짐했다.

이를 위해 ETRI(사업총괄)와 KIST를 허브로 KT, SKT, 우리넷, 피피아이, 켐옵틱스 등 산업계와 경북대, 고등과학원, 고려대, 부산대, 성균관대, 서울대, 연세대, 포항공대, 한림대, GIST, KAIST, 표준연, TTA, NIA 등 20여개 산학연 역량이 결집된다.

이날 KT, SKT 등 양자컴퓨팅 구축·활용 협력 기업들도 협약식을 갖고 하드웨어 개발과 함께 응용 분야 발굴 및 솔루션(SW) 개발, 사용자 확보 등 활용 생태계 조성에 힘쓰겠다고 다짐했다. 이 협약에는 양자컴퓨팅 수요기업, 알고리즘·SW 개발 및 컨설팅 기업, 클라우드 서비스 사업자, 투자사 등 34개 기업이 참여 중이며, 추가 모집 및 운영체계 마련 등을 거쳐 6월말에 공식 발족될 예정이다.

정부는 또 양자기술 관련 산학연 교류·협력의 장으로 지난해 출범한 미래양자융합포럼(83개 기관 316명)을 적극적으로 활용하는 등 양자 생태계를 활성화하고 기술개발과 산업화가 서로 견인하는 선순환 구조를 구축하기 위한 다각적인 노력을 기울일 계획이다. 오는 27일부터 다음달 1일까지 '2022양자주간'도 개최하며, 양자 융합전문인력 양성센터·ITRC 등 양자특화 대학원 개소(8월 중), 한-미 정상회담 후속성과인 양국간 퀀텀 워크숍 개최(6월 등) 및 한-미 양자기술 협력센터 설치 등을 예정대로 차질 없이 추진해나갈 계획이다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr