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선진국과 5~10년 격차 '양자컴퓨터', “정부 주도 연구 필요”

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2018년 06월 22일 18:27 프린트하기

오스트리아 인스부르크대는 이온트랩 방식으로 20개 양자를 조절하는 데 성공했다. -사진 제공 인스부르크대
오스트리아 인스부르크대는 이온트랩 방식으로 20개 양자를 조절하는 데 성공했다. -사진 제공 인스부르크대

"이제 마라톤 1km를 뛰었습니다. 아직 기초 단계인 만큼 약간 뒤졌다고 낙심할 필요 없습니다. 선발주자가 치고 나가겠지만 아직 목표가 먼 만큼, 이제부터라도 기초 연구와 인력 계발에 나서야 합니다."(김정상 미국 듀크대 교수)

 

미래 '꿈의 컴퓨터'로 불리는 양자컴퓨터를 연하는 세계적 과학자들이 한 목소리로 양자컴퓨터 기초연구의 필요성을 제기하고 나섰다. 22일 서울 서초구 엘타워에서 열린 '글로벌 양자컴퓨팅 기술 심포지엄'에 참석한 연구자들은 "아직 미국과 중국 등 '양자 선진국'에 비해 격차가 5~10년 있지만, 한국에도 연구자가 있는 만큼 지금이라도 집중적으로 연구하면 충분히 따라잡을 수 있다"고 입을 모았다. 

 

양자컴퓨터는 0이기도 하고 1이기도 한 '애매한 상태'인 양자역학적 '중첩' 상태를 이용해 병렬연산이 가능한 미래 컴퓨터다. 현재 양자정보의 기본 처리 단위인  '큐비트'를 물리적으로 구현하기 위한 기초 연구가 세계적으로 이뤄지고 있다. 물질의 원자를 전기적 성질을 지닌 이온으로 만든 뒤 빛과 자기장으로 조절하는 '이온 트랩', 반도체로 전자를 분리해 '스핀'이라는 양자역학적 성질로 큐비트를 만드는 '반도체 양자점', 초전도체를 이용하는 '초전도 방식', 다이아몬드 안에 일부 존재하는 공간을 이용해 전자나 원자의 정보를 큐비트로 활용하는 '다이아몬드 방식' 등 크게 네 가지가 활발히 연구되고 있다. 현재 기술에 따라 수~수십 개 큐비트를 만들고 유지하는 수준이다. 구글, IBM 등은 최근 약 50~70여 개의 큐비트를 지닌 양자컴퓨터를 개발했다고 발표하기도 했다.

 

네 가지 방식 모두 국내외에서 연구 중인 한국인 연구자가 있다. 다만 국내외 연구자를 모두 모아도 핵심 연구자가 20명이 채 안 될 정도로 열악하다. 정연욱 한국표준과학연구원 박사는 "인접 분야의 잠재적 연구자를 모두 모아도 200~300명 수준일 것"이라고 말했다. 

 

인력과 재원이 한정된 만큼, 이날 모인 연구자들은 국가 주도의 개발 전략이 필요하다고 입을 모았다. 당분간은 기초 연구를 중심으로 효율적 연구가 필요하다는 주장이다. 정 박사는 "기초 기술 역량을 우선 확보하고 전략적으로 투자해야 한다"며 "해외 자문위원으로부터 의견을 들은 결과, 상향식과 하양식 투 트랙 전략이 필요하다고 결론 내렸다"고 말했다. 장준연 한국과학기술연구원 박사는 "(인력과 재원이 한정된) 한국에서는 선택과 집중을 할 수밖에 없는 게 현실"이라고 말했다.

 

한편 이날 심포지엄에서는 양자컴퓨터 분야 선진국으로 부상 중인 중국의 현황도 소개됐다. 이온트랩 분야의 세계적 석학인 김기환 중국 칭화대 교수는 "중국은 2016년부터 집중적으로 지원할 과학 분야 21개를 선정하고 총 1500억 원을 지원하고 있는데 양자컴퓨터가 그 중 하나"라며 "국립양자연구소가 세워지고 조만간 예산이 조 단위에 이르는 중대과제로 격상되리라는 기대가 형성되고 있다"고 말했다. 중국은 지방정부 차원의 지원도 계획 중이다. 조규붕 홍콩과기대 교수는 "중국의 실리콘밸리라고 불리는 심천에도 양자센터가 건립되는 중"이라고 말했다.

 

한국은 아직 정부 주도의 양자컴퓨터 연구사업이 없다. 과기정통부에서 추진을 시도하던 사업은 지난해 예비타당성조사를 통과하지 못했다.

 

김정원 과기정통부 기초원천연구정책관은 "양자컴퓨터 연구를 포기하지 않을 것"이라며 "기초 연구를 중심으로 정책적 지원을 강구할 계획"이라고 말했다. 

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