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[사회칼럼] 양자기술 시대를 준비하자
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[사회칼럼] 양자기술 시대를 준비하자
  • 김원식
  • 승인 2023.12.29 19:43
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박민규 경북연구원 연구위원
박민규 대구경북연구원 연구위원.
박민규 경북연구원 연구위원.

[동양뉴스] 기술의 진보는 인류사회에 커다란 영향을 미친다. 인터넷이 그랬고, 지금은 인공지능(AI)이 인간사회 여러 영역에 큰 파장을 일으키고 있다. 수년 내에 또 다른 혁신기술의 등장으로 새로운 변혁이 기대되는데, 바로 양자(量子)기술이다.

20세기 초 양자역학이 발견된 이후 양자기술은 지속적으로 성장 중이다. 입자이면서 파동의 특성을 사용해 레이저, 트랜지스터, 자기공명영상(MRI) 개발이 ‘1차 양자혁명’이었다면, ‘중첩’, ‘얽힘’의 특성을 이용한 양자컴퓨터, 양자센서, 양자암호통신으로 대표되는 ‘2차 양자혁명’이 도래하고 있다.

2021년 기준 양자기술의 세계시장 규모는 양자컴퓨터 4억7000만 달러, 양자센서 4억1000만 달러, 양자통신 1억4000만 달러이고, 양자컴퓨터는 33.8%, 양자센서는 3.8%, 양자통신은 47.9%의 연평균 성장률이 예상된다.

양자기술이 주목받고 이슈가 되고 있는 것은 슈퍼컴퓨터를 비롯한 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 양자컴퓨터의 연산 속도 때문이다. 기존 컴퓨터가 0과 1의 이진법에 기반한 비트(bit)체계인 반면, 양자컴퓨터는 0과 1이 중첩된 상태, 즉 0과 1사이에 무한한 조합이 가능한 큐비트(qubit)구조여서 방대한 양의 데이터를 수 초만에 계산할 수 있다. ‘꿈의 컴퓨터’로 불리우는 이유다.

예를 들어 50큐비트(2의 50=1000조)의 양자컴퓨터는 슈퍼컴퓨터가 1초에 1000조번을 계산할 동안 1번만 하고 해당 값을 구할 수 있다는 것이다. 구축 비용이 수십억~수백억 원 정도이고, 전기료도 슈퍼컴퓨터의 0.1%로 매우 저렴하다는 장점을 지니고 있다. 양자컴퓨터는 화학, 물류, 금융 뿐만 아니라 정확도가 생명인 AI와 접목해 의료, 자율주행차 분야에서 상당한 시너지를 낼 것으로 보인다.

양자센서는 일반 운동법칙보다 낮은 수준의 에너지를 보유한 양자의 특성을 통해 외부의 미세한 변화도 감지하는 위성, 위치 측정 등의 분야에 활용될 수 있을 것으로 보이며, 정밀도를 향상시켜 측정 한계를 초월하는 분야에서 차별적 시장을 형성해 가고 있는 중이다. 양자통신은 타 분야보다 현재 기술 성숙도가 높아 상용화가 빠르게 진행되고 있다.

우리나라는 과학기술정보통신부(과기부)가 중심이 되어 향후 10년(2024~2033년) 간 약 2조원의 예산을 확보하여 양자기술 관련 R&D와 산업을 육성할 계획이다. 이를 통해 인터넷 전송 속도의 한계를 뛰어넘는 양자인터넷 시대와 50큐비트급 양자컴퓨터 개발로 컴퓨터 분야 대변화를 주도하고자 한다.

단언하건대 향후 혁기적인 부가가치와 고용창출을 통한 국내외 경제회복의 관건은 양자기술을 비롯해 메타버스, 5G, AI 등으로 대표되는 첨단기술과 이를 활용한 플랫폼에서 일어날 것이다. 특히 지금까지 언급한 양자기술이 본 궤도에 오르면 ‘게임의 법칙’이 바뀌는 정도가 아니라 ‘게임의 종류’가 변하는 파괴적 혁신이 일어날 것으로 전망된다.

언제쯤 양자기술 관련 분야가 확장돼 인간 삶의 여러 분야에 영향을 미칠지는 정확히 알수도 없지만 그 파급효과는 엄청날 것이다. 이러한 상황을 인식하고 포항을 비롯한 대구경북 지역에서도 일부 국비를 지원받아 사업을 추진 중에 있는데, 그 첫 걸음이 ‘양자컴퓨팅 인공지능 SW 전문인력 양성’이다.

양자기술은 물리학, 수학, 컴퓨터공학, 전기·전자공학, 재료공학 등이 융합된 복합기술이라 국내에서도 전문인력이 많지 않기 때문에, 양자기술 분야 인력양성은 그 무엇보다 중요하다 할 수 있다.

양자기술은 이제 시작 단계이다. 지금 어떻게 준비하느냐에 따라 미래에 나타나는 차이는 엄청날 수밖에 없다. 대구경북 지역이 양자기술을 통한 신산업 창출의 의미와 효과를 먼저 인지하고, 산학연 기관이 혼연일체가 되어 역량을 결집함으로써 양자기술 분야의 선도지역이 되길 기대해 본다.

(외부 칼럼은 동양뉴스의 편집 방향과 다를 수 있습니다.)


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