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2026-03-03 (화)

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[정책] 정부, 2035년까지 '양자칩 세계 1위' 선언⋯양자기업 2천개 육성

정부가 2035년까지 세계 1위 양자칩(퀀텀칩) 제조국 도약을 목표로 양자기업 2000개를 육성하는 첫 국가 차원의 양자 종합계획을 내 놓았다. 과학기술정보통신부는 29일 서울 여의도에서 '제1차 양자과학기술 및 양자산업 육성 종합계획'과 '제1차 양자클러스터 기본계획'을 발표했다. 정부는 양자컴퓨터·통신·센서 등 핵심 기술의 자립화와 산업화를 동시에 추진하고, 2035년까지 양자인력 1만명과 양자기업 2000개를 확보한다는 목표를 제시했다. 이를 위해 국산 풀스택 양자컴퓨터 개발, 전국 단위 양자암호통신망 구축, 의료·국방 분야 양자센서 조기 상용화를 추진한다. 아울러 지역 특화 산업과 연계한 양자클러스터를 2030년까지 최대 5곳 조성하고, 글로벌 기업과 협력을 통해 세계 최고 수준의 양자·AI·슈퍼컴퓨터 융합 연구 환경을 구축할 계획이다. [미니해설] '양자 전환(QX)' 국가 전략으로…한국, AI 이후 패권 기술에 베팅하다 정부가 내놓은 첫 양자 종합계획은 단순한 연구개발 청사진을 넘어, 국가 산업 구조 자체를 '양자 전환(QX)'으로 이끌겠다는 선언에 가깝다. 반도체·AI에 이어 차세대 패권 기술로 꼽히는 양자기술을 국가 성장 동력의 전면에 배치하겠다는 전략적 선택이 분명히 드러난다. 이번 계획의 핵심은 세 가지다. 첫째는 기술 자립, 둘째는 산업화, 셋째는 지역 기반 생태계 구축이다. 정부는 2035년까지 퀀텀칩 세계 1위 제조국을 달성하겠다는 구체적 목표를 제시했다. 이는 그간 ‘기초 연구 중심’에 머물렀던 양자 정책을 본격적인 제조·산업 경쟁 단계로 끌어올리겠다는 의미다. 국내 기술로 양자컴퓨터 제조 전략 양자컴퓨터 분야에서는 국산 '풀스택 양자컴퓨터' 개발을 위한 제조 그랜드 챌린지가 핵심 과제로 제시됐다. 하드웨어부터 소프트웨어, 알고리즘까지 전 주기를 국내 기술로 확보하겠다는 구상이다. 특히 양자컴퓨터와 고성능 컴퓨팅(HPC), 인공지능(AI)을 결합한 하이브리드 인프라 구축은 산업 활용을 염두에 둔 전략으로 풀이된다. 자동차, 제약, 금융 등 실제 산업 난제를 양자와 AI로 해결하는 ‘산업활용 사례 경진대회’는 기술 실험을 넘어 초기 시장 창출을 노린 장치다. 양자통신과 양자센서 역시 '조기 상용화'에 방점이 찍혔다. 양자암호통신은 국방·금융 등 최고 수준의 보안이 요구되는 영역부터 실증을 추진해 국가 안보와 금융 인프라를 동시에 강화한다는 구상이다. 양자센서는 의료·국방 분야를 중심으로 시제품 제작부터 상용화까지 전주기 지원이 이뤄진다. 연구실 성과가 실제 산업으로 연결되지 못했던 기존 한계를 의식한 설계다. 인력과 생태계 전략도 구체적이다. AI 영재학교와 양자대학원을 활용해 매년 100명 이상의 전문 인력을 배출하고, 30년에 걸친 전략형 기초연구 체계를 도입해 원천 기술의 지속성을 확보한다. 동시에 양자 벤처와 스타트업에 대한 투자 마중물을 확대해 2천개 양자기업 육성을 목표로 내걸었다. 이는 단일 '챔피언 기업' 중심이 아니라, 다층적 기업 생태계를 만들겠다는 의도로 읽힌다. 2030년까지 양자클러스터 5곳 지정 지역 전략의 상징은 '양자클러스터'다. 정부는 2030년까지 양자컴퓨팅·통신·센서·소부장·알고리즘 등 5대 분야를 중심으로 최대 5곳의 클러스터를 지정한다. 각 지역의 특화 산업과 양자 기술을 결합해 지역 성장과 첨단 기술 육성을 동시에 달성하겠다는 구상이다. 다만 모든 분야를 한 지역에 집적하기보다는, 지자체 중복과 선택적 지정을 열어두며 유연성을 확보했다. 글로벌 전략도 눈에 띈다. 정부는 해외 선도 기업과의 협력을 통해 한국을 '글로벌 양자 허브'로 키우겠다는 계획을 분명히 했다. 이 과정에서 아이온큐의 양자컴퓨터를 국내에 도입해 한국과학기술정보연구원 슈퍼컴퓨터와 연동하는 세계 최고 수준의 하이브리드 연구 환경을 구축하기로 했다. 아이온큐가 국내 공동연구센터를 설립하고 3년간 1500만 달러를 투자하는 내용의 양해각서 체결은 상징성이 크다. 민간 참여 역시 전략의 한 축이다. 정부는 삼성전자, LG전자, SK텔레콤, KT, KB국민은행, 신한은행, 한화, LIG 등이 참여하는 양자기술 협의체를 출범시켰다. 이는 양자 기술을 실험실이 아닌 산업 현장의 문제 해결 도구로 안착시키겠다는 의지를 보여준다. '추격자' 아닌 '설계자' 도약 선언 이번 계획은 동시에 위험도 안고 있다. 양자 기술은 기술 성숙도와 상용화 시점이 불확실하고, 막대한 투자 대비 단기 성과를 장담하기 어렵다. 그럼에도 정부가 장기 로드맵과 산업 중심 전략을 동시에 제시한 것은 'AI 이후'를 대비하지 않으면 미래 경쟁에서 밀릴 수 있다는 위기 인식이 반영된 결과다. 배경훈 부총리 겸 과기정통부 장관이 "양자기술은 AI 시대 이후 국가 경쟁력을 좌우할 파괴적 혁신 기술"이라고 강조한 것도 같은 맥락이다. 이번 종합계획은 한국이 양자 기술의 '추격자'가 아닌 '설계자'로 도약하겠다는 국가적 선언에 가깝다. 성공 여부는 향후 10년간의 일관된 투자와 산업 현장의 실질적 수요 창출에 달려 있다.
- 산업
2026-01-29 14:24:00
"5년 안에 양자컴퓨터 실전 투입" 구글 선언⋯AI·산업계에 격변 예고

구글의 양자컴퓨터 개발 책임 엔지니어 율리안 켈리는 21일(현지시간) "향후 5년 안에 고전 컴퓨터로는 해결할 수 없는 문제를 양자컴퓨터가 해결하는 실제 사례를 보게 될 것"이라고 말했다. 켈리는 구글 I/O 행사 중 양자 세션에서 산업 분야에서 먼저 상용화 사례가 나올 가능성을 언급하며, "큐비트 수 1000개 달성도 2~3년 내 가능하다"고 자신했다. 지난해 구글은 자체 칩 '윌로우'를 장착한 양자컴퓨터로 슈퍼컴퓨터로는 풀 수 없는 문제를 5분 만에 해결했다고 발표했다. [미니해설] 구글 양자컴푸터 책임자 "5년 안에 상용사례 나온다"⋯AI와의 결합도 시사 양자컴퓨팅 분야에서 IBM과 함께 선두를 달리고 있는 구글이 향후 5년 이내에 양자컴퓨터만이 해결할 수 있는 실제 산업 응옹 사례가 등장할 것이라고 밝혔다. 21일(현지시간) 미국 캘리포니아서 열린 구글 연례 개발자 콘퍼런스(Google I/O) 이틀째 행사에서, 구글 양자컴퓨터 책임 엔지니어 율리안 켈리는 "5년 내 고전 컴퓨터로는 풀 수 없는 문제를 양자 컴퓨터가 해결하는 응dmd 프로그램이 등장할 것"이라고 말했다. 그는 "이는 양자컴퓨팅이 실생활에 진입하는 초기 단계가 될 것"이라며, 산업 분야에서 먼저 실제 적용 사례가 나올 가능성을 시사했다. 켈리의 이 발언은 지난 1월 엔비디아 젠슨 황 CEO가 "양자컴퓨터 상용화에는 20년이 걸릴 것"이라며 보수적 전망을 내놓은 것과 대조된다. 켈리는 상용화의 의미에 따라 시간표가 달라질 수 있다면서도 "양자기술이 기존 방식으로는 불가능한 일을 해낼 수 있다는 점을 증명하는 첫 사례 확보에 집중하고 있다"고 밝혔다. 양자컴퓨터는 기존 디지털 컴퓨터가 사용하는 비트(bit) 대신, 0과 1을 동시에 표현하는 '중첩 상태'의 큐비트(qubit)를 계산 단위로 사용한다. 이론적으로 큐비트 수가 많아질수록 처리 성능이 기하급수적으로 증가하며, 슈퍼컴퓨터조차 풀 수 없는 문제를 단시간에 해결할 수 있다. 구글은 지난해 12월 자사 양자칩 '윌로우(Willow)'를 발표했다. 윌로우가 장착된 양자컴퓨터는 미국의 최고속 슈퍼컴퓨터 '프런티어'가 10의 24제곱 년(셉틸리언 년)이 걸리는 문제를 단 5분 만에 해결했다고 주장했다. 당시 실험은 양자우월성(Quantum Supremacy)을 강조하기 위한 것으로, 양자컴퓨터가 고전 컴퓨터를 넘는 문제 해결 능력을 실증했다는 평가를 받았다. 현재 윌로우에는 105개의 큐비트가 탑재돼 있으며, 켈리는 "향후 2~3년 내에 큐비트 수 1000개를 달성할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 일반적으로 큐비트 1000새는 고전컴퓨터로는 불가능한 계산을 양자컴퓨터가 수행할 수 있는 임계점으로 간주된다. 다만 켈리는 양자컴퓨터가 기존 컴푸터를 완전히 대체하진 않을 것이라고 선을 그었다. 그는 "양자컴퓨터는 더 빠른 고전 컴퓨터가 아니라, 완전히 다른 방식으로 정보를 처리하는 시스템"이라며 "양자컴푸터와 고전 컴퓨터는 상호 보완적으로 작용할 것"이라고 설명했다. 그는 휴대전화 등 일상적인 디지털 기기가 곧바로 양자컴퓨터로 대체될 가능성도 없다고 강조했다. 양자컴퓨터는 특정 분야, 예를 들어 신약 개발, 금융 시뮬레이션, 암호 해독 등에서 강력한 성능을 발휘할 수 있지만 범용 컴퓨터에는 적합하지 않기 때문이다. 또한 켈리는 인공지능(AI)과 양자컴퓨터가 상호 보안적으로 작용할 것이라고 전망했다. AI가 양자시뮬레이션에 필요한 학습 데이터를 제공하고, 양자컴퓨터는 AI 학습의 연산 효율을 극대화하는 식이다. 그는 "양자컴퓨터는 AI를 더 독똑하게 만들기 위해 학습과정에서 도움을 줄 수 있다"고 덧붙였다. 구글은 현재 IBM과 함께 양자컴퓨팅 기술에서 기술 선도 기업으로 평가받고 있으며, 연구개발뿐 아니라 클라우드 기반 양자컴퓨팅 서비스도 추진하고 있다. 향후 몇년 안에 양자컴퓨팅 기술이 산업현장에 본격적으로 적용될 경우, 소재 개발, 화학 반응 시뮬레이션, 금융 모델링 등에서 획기적인 성과가 가능하다는 기대감이 높다. 양자컴퓨터의 실용화는 고전 컴퓨터의 성능 한계를 뛰어넘는 기술 패러다임 전환을 의미하지만, 전문가들은 '양자+고전+AI'의 복합 생태계 구축이 현실적인 방향이라고 보고 있다. 구글의 켈리 엔지니어가 언급한 "양자컴퓨터 5년 내 응용사례"는 그 전환기의 신호탄이 될 수 있다.
- IT/바이오
2025-05-22 10:56:00
[퓨처 Eyes(79)] 꿈의 양자 컴퓨터 현실로 성큼⋯안정성과 혁신 향상 기대

미래를 혁신할 핵심 기술로 주목받는 양자 컴퓨터는 뛰어난 잠재력에도 불구하고 극도로 민감한 특성 때문에 '믿을 수 없는' 존재로 여겨져 왔다. 하지만 최근 과학계에서는 이러한 한계를 극복하고 꿈의 양자 컴퓨터를 현실로 만들기 위한 획기적인 연구 결과들이 잇따라 발표되고 있다. 주변 환경의 미세한 방해에도 안정적인 연산을 가능하게 하는 '마법 입자'에 대한 연구와, 기존 물리학의 상식을 뛰어넘는 특이한 성질을 가진 새로운 물질을 합성한 연구는 양자 컴퓨터 상용화의 길을 더욱 밝히고 있다. 불안정이라는 꼬리표를 떼고, 인류의 난제를 해결할 열쇠가 될 양자 컴퓨터. 그 꿈을 현실로 성큼 다가서게 만든 두 가지 혁신적인 연구 결과를 따라가 보자. 기존의 컴퓨터는 0과 1, 두 가지 상태만으로 정보를 처리하는 반면, 양자 컴퓨터는 큐비트라는 특별한 단위를 사용한다. 큐비트는 0과 1은 물론, 0과 1이 동시에 존재하는 '중첩'이라는 신비한 상태를 가질 수 있어 기존 컴퓨터로는 풀기 어려웠던 복잡한 문제들을 훨씬 빠르게 해결할 것으로 기대된다. 하지만 큐비트는 주변의 아주 작은 소리나 빛, 온도 변화에도 쉽게 영향을 받아 그 상태가 깨져버리는, 마치 모래성 같은 존재다. 과학자들은 오랫동안 이 불안정성을 극복하고 안정적인 양자 컴퓨터를 만드는 방법을 찾아왔다. 마요라나 입자, 양자 안정성의 새로운 희망 최근 옥스퍼드 대학교, 델프트 공과대학교, 아인트호벤 공과대학교 연구팀과 퀀텀 머신즈 등 국제 공동 연구팀은 '마요라나 영 모드(Majorana zero modes, MZM)'라는 특별한 입자를 이용하여 양자 컴퓨터의 안정성을 획기적으로 높일 수 있는 방법을 찾아냈다. 마요라나 영 모드는 주변 환경의 방해에도 강하게 저항하는 특이한 준입자로, 마치 옷감처럼 튼튼하게 얽혀 있어 외부의 간섭에도 쉽게 그 상태가 변하지 않아 이론적으로 오랫동안 안정적인 양자 정보를 저장하고 처리하는 데 매우 적합한 후보로 여겨져 왔다. 하지만 실제로 이 입자를 안정적으로 구현하는 것은 매우 어려운 과제였다. 연구팀은 양자점과 초전도 물질을 연결하여 만든 '3-사이트 기타예프 사슬'이라는 특별한 구조를 아주 정밀하게 설계했다. 이 특별한 사슬 구조는 마요라나 영 모드들을 마치 안전한 방에 격리시키듯, 서로 멀리 떨어뜨려 외부의 불안정한 요소로부터 보호하는 역할을 한다. 이 구조 안에서 마요라나 영 모드들이 서로 멀리 떨어져 안정적으로 존재할 수 있는 최적의 지점, 즉 '스위트 스폿'을 찾아낸 것이다. 이렇게 분리된 마요라나 영 모드들은 원치 않는 상호 작용을 줄이고 외부 노이즈에 대한 저항력을 크게 높여준다. 해당 연구 결과는 학술지 네이처 나노테크놀로지에 게재됐다. 연구를 이끈 옥스퍼드 대학교 재료학과의 그레그 매주어 박사는 "이번 연구 결과는 기타예프 사슬을 확장하는 것이 마요라나 안정성을 유지할 뿐만 아니라 향상시킨다는 것을 증명하는 중요한 진전"이라며, "옥스퍼드에 새로 설립한 연구 그룹을 통해 이 연구를 더욱 발전시켜 더욱 확장 가능한 양자점 플랫폼을 만드는 데 집중할 것"이라고 밝혔다. 앞으로 연구팀은 이 사슬을 더 길게 늘려 마요라나 영 모드들이 외부 환경으로부터 더욱 완벽하게 격리되어 안정성이 기하급수적으로 높아질 것으로 기대하고 있다. 이는 실용적인 양자 컴퓨터 개발에 중요한 발걸음이다. 새로운 물질의 탄생, 양자 기술의 혁신을 이끌다 한편, 러트거스 대학교 연구팀이 주도하는 국제 연구팀은 최근 기존의 양자 물리학으로는 이해하기 어려웠던 두 가지 특별한 물질을 결합하여 새로운 인공 구조를 만드는 데 성공했다. 마치 샌드위치처럼 얇게 쌓아 올린 이 구조는 미래 양자 컴퓨터의 핵심 재료가 될 수 있을 것으로 주목받고 있다. 연구팀이 결합한 두 가지 물질은 각각 독특한 성질을 가지고 있어 오랫동안 '불가능한 물질'로 여겨져 왔다. 하나는 원자력 발전소에서 방사성 물질을 가두는 데 사용되는 다이스프로슘 티타네이트로, 자연계에서 찾기 어렵다는 '자기 홀극(자기 단극)'이라는 특별한 입자를 붙잡아 둘 수 있는 성질을 가지고 있다. 마치 물 분자처럼 특별한 배열을 가진 이 물질은 내부에 작은 자석들이 갇혀 있어, 특정 조건에서 마치 N극만 있거나 S극만 있는 자석처럼 행동하는 자기 홀극을 만들어낼 수 있다. N극과 S극이 항상 함께 있는 일반적인 자석과 달리, 자기 홀극은 N극 또는 S극 중 하나만 가진 자석과 같은 입자다. 노벨상 수상자인 폴 디랙이 1931년에 그 존재를 예측했지만, 우주에서는 아직 발견되지 않았다. 다른 하나는 파이로클로어 이리데이트라는 새로운 자기 반금속으로, 독특한 전자적, 위상적, 자기적 특성 때문에 주로 실험 연구에 사용된다. 이 물질 안에는 빛처럼 빠르게 움직이고 회전 방향도 다른 '바일 페르미온(Weyl Fermions)'이라는 아주 작은 입자가 들어있다. 이 입자들은 마치 빛과 같은 속도로 움직이며, 전자의 흐름을 제어하는 데 매우 유용하여 미래의 초고속 전자 소자나 양자 컴퓨터의 재료로 주목받고 있다. 1929년 헤르만 바일에 의해 예측된 이 입자는 2015년에 처음으로 결정 형태로 발견되었으며, 전기를 매우 잘 통하게 하고 자기장이나 전자기장에 특별하게 반응하는 성질을 가지고 있어 전자 장치의 재료로 사용될 때 매우 안정적이다. 러트거스 대학교 물리학 및 천문학과의 자크 차칼리안 교수는 "이번 연구는 이전에는 불가능했던 방식으로 완전히 새로운 인공 2차원 양자 물질을 설계하는 새로운 방법을 제시하며, 양자 기술을 발전시키고 그 기본 속성에 대한 더 깊은 통찰력을 제공할 잠재력을 가지고 있다"고 말했다. 연구팀은 'Q-DiP'라는 새로운 장비를 직접 제작하여 이 두 가지 '불가능한' 물질을 원자 수준에서 정밀하게 쌓아 올리는 데 성공했다. 이 새로운 물질은 양자 컴퓨터는 물론, 차세대 양자 센서와 같은 첨단 기술에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 미래를 바꿀 양자 기술, 우리의 삶에 미칠 영향 지금까지 우리는 양자 컴퓨터라는 꿈을 향한 두 갈래의 획기적인 발걸음을 지켜보았다. 한 연구는 양자 컴퓨터의 안정성을 높이는 데 초점을 맞추었고, 다른 연구는 혁신적인 특성을 가진 새로운 물질을 제시했다. 극미의 세계에서 펼쳐지는 과학자들의 끊임없는 탐구는, 한때 공상과학 소설 속 이야기로만 여겨졌던 양자 컴퓨터를 현실의 문턱 앞으로 데려왔다. 양자컴퓨팅 기술이 상용화되면 신약 개발과 의학 연구에 혁신을 일으키고, 금융 , 물류, 제조 분야 등에서 비용을 획기적으로 절감해 일상 생활에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다. 과학자들은 양자기술이 머신러닝 알고리즘에도 혁신을 일으켜 인공지능(AI) 시스템을 더욱 강력하게 만들 것으로 기대하고 있다. 불안정성을 극복하려는 노력과 상상조차 어려웠던 새로운 물질의 탄생은, 앞으로 우리가 경험하게 될 미래 컴퓨팅의 혁신을 예고하는 듯하다. 어쩌면 가까운 미래에는 지금은 상상할 수조차 없는 놀라운 능력으로 인류의 숙제를 해결하는 양자 컴퓨터가 우리 곁에 함께하게 될지도 모른다. 우리가 상상하는 미래는 과연 어떤 모습일까? 과학의 발걸음이 멈추지 않는 한, 꿈은 현실이 될 날을 기다리고 있다.
- 포커스온
2025-04-10 13:08:00