[글=박세환 Ph.D.]
(주)기술법인 엔펌 전문위원(Chief Consultant) | 한국산업기술진흥협회•ReSEAT프로그램 전문위원 | 한국과학기술정보연구원 KOSEN전문가 | 한국산업기술평가 관리원 CS•서포터즈 위원, 사회적가치추진위원 | 한국CCTV연구소 영상보안CCTV산업발전연구회장 | 과학기술정보통신부 연구자권익보호위원회 위원 | 한국철도공사연구원 철도차량부품개발사업 6분과위원장(철도신호제어플랫폼·자동연결시스템·해치시스템)
초고속 연산(양자 컴퓨팅), 초 신뢰 보안(양자 통신), 초정밀 계측(양자 센서)을 가능하게 하는 혁신 기술로서 전 산업 분야의 혁신을 주도할 양자 기술(Quantum Technology)이 주목받고 있다.
이에 양자 기술의 특장점 및 활용 분야를 제시하고 한국의 양자 기술 수준을 진단하고, 양자 컴퓨팅 소프트웨어 플랫폼 관련 글로벌 기술 시장을 주도하고 있는 대표적인 플랫폼의 특징에 대해 소개한다.
양자 기술 동향을 살펴보기 위해서는 플랫폼 소프트웨어의 개발 동향을 심층 분석하여 하드웨어 독립성, 프로그램의 확장성 및 재사용성, 최적화를 위한 자원 추정과 분석에 집중할 필요가 있다.
특히 국내 양자 컴퓨팅 기술 개발 주요 프로세스를 토대로 지속적인 기술 개발 및 정책 추진에 집중하여 글로벌 기술 시장 진출을 위한 기반을 마련해야 한다. 이와 관련해 필자가 참여하고 있는 양자 컴퓨팅 기술 개발의 주요 프로세스도 공유한다.
국내 양자 기술 현황
양자 기술은 특히 연산·보안·계측 분야에서 기존 기술력의 한계를 뛰어넘는 획기적인 혁신 기술로 반도체를 포함한 미래 전 산업 분야의 혁신을 주도할 게임 체인저로 인식되고 있다.
양자 컴퓨팅 기술은 현재의 컴퓨터보다 30조 배 이상 빠른 연산이 가능한 것으로 평가받고 있다. 2048bit RSA 공개키 암호를 푸는 데 슈퍼컴퓨터는 100만 년 이상, 최고 수준 양자컴퓨터는 1초가 소요되는 것으로 알려져 있다.
양자 통신 기술은 해킹을 원천적으로 차단할 수 있어 고신뢰성을 갖는 정보 보안을 가능하게 할 것이다. 2017년 중국이 세계 최초로 1200㎞ 거리의 양자 통신 실험에 성공함으로써 상용화에 가장 근접한 기술로 평가받고 있다. 양자 통신 기술은 도청 및 감청 시도가 있으면 정보 자체가 변해버려 해킹이 사실상 불가능하다. 한국과 양자 통신 선도국인 중국과의 기술 격차는 1.6년으로 평가된다.
양자 센서 기술은 미세한 자기장·온도·중력 변화까지 감지할 수 있는 초정밀 측정이 가능하여 반도체 및 배터리 설계와 결함 분석 등 제조업 공정에도 큰 변화를 줄 것으로 예상된다. 장거리·초정밀 측정이 가능하여 군용 전자 산업 분야에 매우 유용하게 활용될 것으로 전망된다.
이처럼 양자 기술은 매우 다양한 산업 분야(제약·화학, 자동차, 에너지, 항공·우주, 인공지능, 금융, 교통·물류, 제조·반도체, 바이오·의료, 국방·안보 등)에 적용되어 그 우수성을 입증하게 될 것이다. 이를 통해 미래 산업과 경제 전반에 획기적인 기술 혁신을 기대하고 있다.
정부의 ‘양자 기술 연구 개발 투자 전략’의 핵심은 다음의 4가지로 요약할 수 있다.
한국의 양자 기술 수준은 10년 이상 지속적인 투자를 통해 글로벌 양자 기술을 선도하고 있는 유럽 대비 약 81.3% 수준으로 국내 전체 ICT 내에서도 최하위 수준이다.
정보통신기획평가원이 2019년 발표한 ICT 기술수준 조사에 따르면 국내 ICT 분야별 기술 수준은 최선도국 기준으로 이동 통신 97%, IoT 92.3%, AI 87.4%, 양자 기술 81.3%, ICT 평균 87.4%로 나타났다.
주요국의 양자 기술 상대 수준 비교에서는 최선도국인 유럽을 기준으로 한국 81.3%, 미국 99%, 일본 90.4%, 중국 93.2%로 주요 국가 대비 한국이 뒤처져 있는 것을 알 수 있다. R&BD 투자 규모도 전용 사업 기준으로 2019년 106억 원에서 2021년 326억 원으로 확대하였으나, 여전히 선도국 대비 크게 미흡한 실정이다.
