'미래 산업 게임체인저' 양자컴 개발에 산학연 힘 하나로 모은다

과기부, 50큐비트 양자컴퓨터 및 양자인터넷 개발 착수 보고회
삼성디스플레이 포스코 LG화학 KT SK텔레콤 등 참여
이종호 장관 "앞으로 5년 내 양자컴 개발 못하면 다시는 기회 없을 것"

이종호 과학기술정보통신부 장관이 7일 서울 용산 대통령실에서 열린 국무회의에서 윤석열 대통령에게 반도체 포토마스크를 설명하고 있다. 이 장관은 시스템반도체 설계 표준인 3차원 벌크 핀펫 기술을 세계 최초로 개발한 반도체 석학이다. 사진=대통령실 제공

"앞으로 5년이 양자컴퓨터 생태계를 구축하는 매우 중요한 분기점입니다. 지금 신속하게 기술 추격에 나서지 않는다면 앞으론 영영 기회가 없을 지도 모릅니다."

이종호 과학기술정보통신부 장관은 9일 대전 표준과학연구원에서 열린 '50큐비트 양자컴퓨터 구축 및 양자인터넷 개발 착수 보고회'에서 이렇게 강조했다. 양자컴퓨터는 디지털 비트(0 또는 1)가 아닌 큐비트(0 이면서 1)로 작동하는 미래형 컴퓨터다. 신약 개발, 로켓(발사체) 및 항공기 비행 제어 등 최적화 문제와 인공지능(AI) 연산 등에 있어 현존하는 슈퍼컴퓨터보다 수억 배 이상 빠른 연산 속도를 낼 것으로 기대된다.

이용호 표준연 초전도양자컴퓨팅시스템연구단장은 "양자컴퓨터는 디지털컴퓨터 대비 1경배 이상 빠른 초고속 연산이 가능해 미래 산업과 안보 생태계 판도를 바꿀 것으로 예상된다"고 말했다. 이어 "신약, 에너지 개발 등과 금융·교통·전력배분 등 조합 최적화 문제에 대한 답을 빠르게 찾아냄으로써 다양한 산업에서 혁신을 촉발할 것"이라고 했다. 구체적으로 일기예보 정확도 제고, 반도체 설계 최적화, 자율주행차 경로 최적화, 비행 동체 재료 및 경로 최적화, 사이버 보안 등 암호기술, 금융상품 설계 등 응용 분야가 무궁무진하다.

이종호 장관(왼쪽 두번째)이 9일 대전 표준연에 있는 양자컴 관련 설비(프리지)를 살펴보고 있다. 과기정통부 제공

IBM, 구글, 마이크로소프트(MS), 인텔 등 글로벌 거대 기업들이 모두 양자컴퓨터 초격차 기술 확보를 목표로 치열하게 경쟁하고 있다. 그러나 한국은 멀찌감치 뒤떨어진 상태다. 미국 중국 일본 영국 유럽 등과 기술 격차가 20년 이상 벌어져 있다. IBM은 올 하반기 433큐비트급 양자컴퓨터를 시작으로 내년엔 1000큐비트, 2025년엔 4000큐비트 양자컴퓨터를 내놓겠다고 지난달 선언했다.

이날 행사는 양자컴 선도국과 기술 격차를 만회하려면 국내 산학연 역량을 결집하는 것이 시급하다는 판단에서 마련됐다. 표준연과 한국전자통신연구원(ETRI), 국방과학연구소(ADD) 등 주요 연구기관을 비롯해 KAIST 서울대 고려대 포스텍 등 대학, 기업 등 50여 곳이 참석했다. 산업계에선 삼성디스플레이, LG전자·LG화학·LG CNS·LG유플러스, 포스코, SK텔레콤, KT 등 주요 대기업과 함께 미미쿠스 등 스타트업 관계자들이 대거 참여했다.

표준연은 이들 기업과 함께 초전도 기반의 50큐비트급 양자컴퓨터 시스템을 2026년까지 구축할 예정이다. 큐비트 제어가 가능한 시스템 에뮬레이터(양자가상머신), 양자 소자 제작기술, 구동 소프트웨어(SW) 등을 개발한다. 양자컴퓨팅 시스템에 맞춘 클라우드와 SW테스트베드 서비스도 선보일 예정이다.

ETRI는 양자인터넷 원천기술 개발을 주도한다. 양자 기기 간 정보 전송은 기존 네트워크론 불가능하다. '얽힘 전송' 기술 등과 함께 전용 라우터(중계기) 등 인프라가 필요하다. ETRI는 KT, SK텔레콤, 우리넷, 피피아이, 켐옵틱스 등 산업계와 고등과학원, 고려대, 서울대, 포스텍, KAIST 등 20여 곳과 함께 2031년까지 양자정보 전달용 유무선 중계기, 양자 정보를 저장할 수 있는 양자 메모리 등을 개발할 계획이다.

이 장관은 "한국은 1982년 세계에서 두 번째로 인터넷 프로토콜(IP) 패킷 통신을 성공한 뒤 많은 산학연의 헌신적 노력으로 글로벌 ICT(정보통신기술) 강국으로 거듭났다"며 "이런 경험을 바탕으로 미래 한국경제를 선도할 양자기술 강국의 기틀이 마련되길 기대한다"고 말했다.

과기정통부는 이달 27일부터 나흘간 열리는 '2022년 양자주간' 행사와 지난달 한·미 정상회담 후속으로 열릴 양국 간 퀀텀 워크숍 등을 이어가며 양자생태계 조성에 주력할 계획이다. 오는 8월엔 양자기술 융합 전문인력 양성센터, 양자기술 특화 대학원 등도 문을 열 예정이다.

이 장관은 "50큐비트 양자컴퓨터 및 양자 인터넷 개발은 현재 우리 기술 수준과 인력 등을 감안할 때 어려운 도전이지만, 반드시 가야할 길인 만큼 산학연이 함께 최선을 다해 달라"고 당부했다.

이해성 기자