미래 산업의 게임 체인저, 양자정보과학기술(QIST): 양자 2.0의 시대

한국과학기술정보연구원(원장 김재수, 이하 KISTI)은 국가 및 경제 안보, 신산업 창출을 위한 국가필수전략기술로 주목받는 양자기술에 관한 주요 이슈와 이에 대한 대응방안 등을 제시한 『KISTI 이슈브리프*』를 발간했다.

* 국가 과학기술 정보 분야의 대표 연구기관인 KISTI는 최근의 과학기술 정보 관련 현안‧이슈를 발굴‧분석하여 시사점 및 해결 방안을 제시하고자 「KISTI 이슈브리프」를 발간하고 있다(https://www.kisti.re.kr/post/issuebrief).

빅데이터의 폭발적 증가로 인한 컴퓨팅 연산 속도 향상의 필요성, 미중 간의 신냉전으로 인한 안보 위협 증대로 양자정보과학기술이 크게 주목받고 있다.

- 양자기술 또는 양자정보과학기술은 ‘양자역학적 특성을 정보통신기술에 적용하기 위해 양자상태를 생성(쓰고), 제어(전송, 저장, 처리), 측정(읽고) 및 분석하는 기술’로, 일반적으로 양자컴퓨팅, 양자통신, 양자센싱으로 구분된다.

- 특히, 양자결맞음, 양자중첩, 양자얽힘 등의 양자 특유의 성질에 대해, 지금까지 어려웠던 제어와 활용이 가능하게 된 양자 2.0 시대의 도래로 산업적 응용분야가 확장되면서 새로운 가치 창출의 가능성이 급속히 커지고 있다.

- 코로나19, 기후변화 등 다양한 난제 영역에서 양자기술이 해결사 역할을 하며 산업 발전을 견인할 것으로 주목받으면서 양자 2.0에 거는 기대는 더욱 높아지고 있다.

- 전 세계적인 기술패권 경쟁이 심화되는 상황에서 우리나라도 양자기술을 기술주권 확보가 필요한 국가필수전략기술로 인식하고 있다.

양자기술 산업은 각국 정부의 경쟁적인 지원책, 글로벌 기업들의 경쟁이 극심하지만, 현재는 절대 강자로 불릴만한 시장 참여자가 없는 산업화 초기 단계이므로 우리나라가 추격할 기회가 있을 것으로 판단된다.

- 양자기술은 미래 산업 경쟁력의 핵심기술로 산업·경제 전반에 혁신을 가져올 것으로 기대되면서 시장 확대 가능성이 높아지고 있지만, 연구 범위의 한계, 인력 교육 훈련, 기술 지식이전, 소재 개발, 예산지원 분야에서 문제가 발생할 가능성이 있다.

- 주요국 정부는 지속적·연속적 정책 지원을 통해 양자기술의 원천기술 선점에 집중하고 있는데, 기술의 난이도가 매우 높고 다양한 분야의 융합 및 대규모 투자가 요구되므로 진입장벽과 공급자 협상력이 높은 특성이 있다.

우리나라의 정부R&D투자는 지속적으로 증가하여 2022년 기준 1,314억 원으로 추정되지만, 양자기술 분야의 전문인력 부족으로 과감한 투자를 하기에는 한계가 있다.

- 양자기술은 복합적인 기술이 요구되어 단기간에 성과를 낼 수 있는 분야가 아니므로 지속적이고 장기적인 투자가 필요하다.

- KISTI는 양자암호통신망 기술을 연구하고 있는데, 구체적으로는 연구망 서비스를 위한 양자암호키분배 장비와 양자키관리 기술, 자원효율적인 양자채널 구축을 위한 다중화 기술을 연구하고 있다.

- 또한 KISTI는 양자기술 관련 국가R&D투자배분과 국가전략기술기획에 적용할 수 있는 인력 및 투자분석 연구를 진행하고 있다.

KISTI 김재수 원장은“KISTI는 양자정보과학기술 연구를 위해 금년 6월에 양자정보응용연구팀을 신설했고 향후에도 관련 분야에 대한 기술적·정책적 지원을 위해 노력하겠다.”고 밝혔으며, 이방래 박사 등 저자 일동은 “국내 양자기술 산업의 성장을 위해서는 정부의 꾸준한 지원, 민간의 선제적인 투자와 함께 인력 양성 및 인력 수요처 창출 노력을 포함한 산․학․연 협업 생태계 조성이 매우 중요하다.”고 강조했다.