미국 중국 유럽 등이 양자컴퓨터 주도권을 놓고 치열하게 경쟁을 벌이는 가운데 일본도 연내 양자컴퓨터 상용화를 위한 회사를 설립하기로 했다. 2030년 세계 최초로 양자컴퓨터를 생산·판매한다는 목표도 세웠다. 미국 역시 2030년 양자컴퓨터 양산을 목표로 하고 있어 어느 나라가 먼저 상용화에 성공할지 관심이 집중된다.

27일 니혼게이자이신문에 따르면 일본 국책연구기관인 자연과학연구기구 소속 분자과학연구소(분자연)는 연내 양자컴퓨터 상용화를 위한 회사를 세울 것이라고 이날 발표했다. 2026년 시제품을 제작하고 2030년 양산하는 것이 목표다.

분자연은 최근 일본 정책투자은행, 후지쓰, 히타치, 일본전기 등 10여 곳과 출자 등을 논의할 협의체를 구성했다. 회사는 분자연이 있는 아이치현 오카자키시에 들어설 예정이다.

양자컴퓨터는 슈퍼컴퓨터 대비 연산 속도가 월등하게 빨라 4차 산업혁명의 ‘핵심 기술’로 여겨진다. 금융 포트폴리오 최적화, 암호 해독, 신약 개발 등 다양한 분야에 사용될 수 있다. 2021년 보스턴컨설팅그룹은 양자컴퓨터 시장이 2040년까지 8500억달러의 경제적 가치를 창출할 것이라고 전망했다.

이 분야 선두를 달리는 구글, IBM 등이 초전도 방식을 사용하는 것과 달리 분자연이 주도하는 새 회사는 ‘냉각 원자 방식’이라는 새로운 유형의 양자컴퓨터를 생산할 계획이다. 이 방식은 더 이상 온도를 낮출 수 없는 절대온도 0도(영하 273.15도)에 가깝게 냉각한 루비듐 원자를 양자비트(양자컴퓨터의 최소 연산 단위)로 취급하고 그 상태를 조작해 계산을 수행한다.

조작 시간이 오래 걸린다는 문제가 있었지만 분자연 소속 오모리 겐지 물리학 교수 등은 2022년 독자적인 레이저 기술로 이를 해결했다. 기본 조작 시간을 10나노초(10억분의 1초) 이하로 실현하는 것에 성공한 뒤 영국 과학지에 발표하기도 했다.

미국 하버드대 역시 냉각 원자 방식을 사용한 양자컴퓨터를 개발 중이다. 니혼게이자이신문은 “냉각 원자 방식은 현재 양자컴퓨터 개발의 주류인 초전도 방식보다 양자비트 안정성이 높다는 특징이 있다”고 전했다.

한경제 기자 hankyung@hankyung.com