"3년 내 100% 국산 양자컴 내놓겠다"

정부가 2028년까지 100% 국산 양자컴퓨터를 개발하고 고도화된 양자암호통신망을 전국 단위로 확산한다. 아울러 국가 R&D 역량을 총집결할 '국가양자연구소'를 신설한다.

29일 과학기술정보통신부는 이같은 내용을 담은 '제1차 양자과학기술 및 양자산업 육성 종합계획'을 발표했다. 이재명 정부 첫 양자기술 전략 로드맵으로, 향후 5년에 걸친 양자 분야 R&D(연구·개발) 투자 방향을 엿볼 수 있다.

정부는 '양자-AI로 AI 3대 강국·과학기술 5대 강국 실현'을 목표로 △양자컴퓨팅 △양자통신 △양자센서 분야 중단기 전략을 제시했다.

먼저 슈퍼컴퓨터에 양자컴퓨팅을 연결한 '하이브리드 시스템'을 구축한다. 상용화 수준의 양자컴을 도입하기 전 '양자 머신러닝' 등을 미리 실험해 볼 플랫폼이다. 국가 슈퍼컴퓨터를 보유한 KISTI(한국과학기술정보연구원)가 미국 양자컴 기업 '아이온큐'의 양자컴을 도입해 올해 구축을 완료할 예정이다. 이와 함께 IBM, 엔비디아 등과 협력해 '양자 알고리즘 R&D 센터'를 국내에 설립할 계획이다.

또 2028년까지 100% 국산 양자컴퓨터를 개발한다. 냉동기·측정장치·초저온 반도체 등 핵심 부품이 모두 국산인 양자컴이다. 지금은 수억 원에 달하는 부품을 대부분 수입하고 있다. 아울러 QPU(양자컴퓨터의 기본 단위) 핵심 설계 및 제조 기술을 고도화해, 반도체 파운드리 같은 양산용 공정을 확보할 계획이다.

양자통신 분야에서는 2028년까지 행정·국방·금융 등 국가 핵심 인프라 중요 구간을 대상으로 양자암호통신망을 확대할 계획이다. 원천적으로 복제를 막는 양자 키 분배(QKD) 기술과, 양자컴 기반의 해킹 시도를 막는 양자내성암호(PQC) 기술을 전국적으로 실증한다. 또 현재 국내 통신·국방 분야 등을 대상으로 진행중인 PQC 시범전환사업을 분야 전반에 확대할 계획이다.

양자센서의 경우 2028년까지 국방 무기체계·바이오·반도체 분야를 중심으로 활용 사례를 발굴할 계획이다. 양자센서는 기존 센서로는 감지할 수 없는 매우 미세한 신호를 양자 시스템을 통해 더 정확하게 측정한다. 잠수함·지하 시설 탐지 같은 국방 분야나 감염병 조기 진단 등 의료 분야에서 사례가 나올 것으로 전망한다.

이와 함께 정부는 국가적 역량을 총결집하기 위해 '국가양자연구소'를 설립할 계획이다. 또 KAIST(카이스트) 양자대학원 등 양자 전문 인력을 양성하는 교육 기관을 중심으로 박사급 R&D 핵심 인력을 확보해 2035년까지 양자 인력 1만명을 확보할 계획이다.

한편 양자 기술은 양자역학의 기본 원리인 '양자 얽힘'과 '양자 중첩' 현상을 이용한다. 두 가지 정보를 마치 하나인 것처럼 동시에 처리한다는 뜻이다. 한 번에 하나씩 순서대로 정보를 처리하는 기존 기술에 비해 양자가 수 배 빠른 처리 속도를 내는 이유다. IBM· 구글 등 빅테크를 중심으로 상용화 수준의 양자 상태를 구현할 기술이 매년 나오는 만큼 수년 내 '제2의 AI 붐'을 몰고 올 분야로 주목받고 있다.