양자기술이란?

양자기술은 비트(0 또는 1)가 아닌 큐비트(0 이면서 1)로 연산하는 양자컴퓨터, 양자정보통신, 양자센싱을 의미합니다. 전 세계가 주목하고 있는 양자기술은 산업 판도를 뒤집을 게임 체인저로 불릴 만큼 발전하고 있는데요.


그중에서도 양자컴퓨터는 아직 초기 단계이지만 빠른 성장세를 보이고 있습니다. 양자컴퓨터란 0과 1이 동시에 존재하는 양자 상태의 큐비트로 연산하며, 슈퍼컴퓨터로도 수억 년이 걸리는 복잡한 문제를 몇 시간 만에 계산하는 것이 장점입니다. 업계에 따르면 수퍼컴퓨터가 1만 년 걸릴 난수 증명 문제를 양자컴퓨터는 단 200초 만에 해결했다고 하는데요. 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터의 연산 능력을 능가하는 '양자 초월'이 처음 달성된 것이죠.


양자통신은 빛의 최소 단위인 광자에 정보를 실어 보내는 것을 의미합니다. 광자는 더이상 분해할 수 없는 최소 입자이기에, 여기에 실린 정보를 가로채는 것은 사실상 불가능한데요. 현재 양자통신은 광자 레이저 펄스를 이용해 발신자와 수신자가 무작위로 암호키를 나누어 가집니다. 이후 광원이 광자를 하나 만들면 검출기가 이를 확인하고 보안성을 부여하는 방식입니다.


양자컴퓨터의 선두주자는?

'IBM'은 1985년부터 양자컴퓨터 개발을 시작하며 실제 문제 해결에 앞장섰는데요. 양자컴퓨터 상용화 기업 중 가장 앞선 것으로 평가받는 미국 IBM은 양자 컴퓨터를 설치하고 양자 연구를 촉진하는 양자 허브를 독일과 일본에 두고 있습니다. IBM의 양자 허브가 되는 것 또한 경쟁일 만큼, IBM의 연구 규모는 남다른데요. IBM은 현재 65큐비트 양자컴퓨터 '허밍버드'를 운용 중이며 올해 127큐비트 양자컴퓨터 '이글'도 선보일 것을 발표했습니다. 이후 내년에는 큐비트를 433개로 늘린 '오스프리'를, 후년에는 1,121개의 큐비트로 만든 '콘도르' 개발을 예고했죠.


'아이온큐'는 전 세계에서 상용화한 양자컴퓨터 중 가장 크기가 작지만, 가장 열린 개발환경을 지닌 곳입니다. 임직원이 63명밖에 안 되는 스타트업이지만, 빌 게이츠부터 아마존, 구글, 삼성전자와 같은 글로벌 기업의 투자까지 받았는데요. 기업가치만 20억 달러로 추정되며, SPAC 상장도 앞둔 양자컴퓨터계의 신흥 강자로 볼 수 있죠. 개발환경이 매우 열려있는 것을 강점으로 둔 아이온큐는 오랜 연구 끝에 상온에서 작동할 수 있으면서 계산 성능이 뛰어난 양자컴퓨터를 만드는 데 성공했습니다.


양자기술을 마주하는 한국의 상황은?

미국과 유럽, 중국, 일본은 국가 안보 차원에서 양자기술에 엄청난 투자를 해오고 있습니다. 하지만 이에 비해 한국은 연구개발 투자 시기를 다른 나라에 비해 5년 정도 놓친 상황인데요. 과학기술정보통신부는 지난달 '미래 양자 융합 포럼'을 결성하고 양자기술 개발에 속도를 낼 것이라 밝혔습니다. 내년에는 올해보다 83% 늘어난 603억 원을 양자기술 개발에 투자할 계획이죠. 하지만 이 또한 중국 정부가 같은 기간 동안 17조 원을 투자한 것에 비하면 '새 발의 피'라는 평가도 나오고 있습니다.