함재균 KISTI 양자단장 "양자 고속도로 구축 나설 때"
양자컴퓨팅을 둘러싼 세계의 시계가 빨라지고 있다. 미국 트럼프 대통령은 지난 6월 22일 행정명령 EO 14413(Ushering in the Next Frontier of Quantum Innovation)을 통해 양자컴퓨팅·센싱·네트워킹의 개발과 상용화를 가속하기 위한 범정부 차원의 국가전략을 제시했다. 특히 과학적 발견을 가능하게 할 규모의 양자컴퓨터를 개발해 미국 에너지부(DOE) 시설에 구축하는 국가적 과제를 명시했다. DOE는 바로 다음 날 이를 구체화한 '퀀텀 제네시스(Quantum Genesis)' 이니셔티브를 출범시키고 2028년까지 과학적으로 유의미한 내결함성 양자컴퓨팅 역량을 확보하겠다는 목표를 제시했다. 핵심은 세 가지다. 첫째, 'Q 컴피티션(Competition)'을 통해 최소 100개 이상의 논리 큐비트를 갖추고 수억 회 규모의 내결함성 연산이 가능한 양자컴퓨터를 개발해 화학·소재·물리·응용수학 등 실제 과학문제를 통해 실증한다. 둘째, 양자컴퓨터를 국가 연구시설에 배치하고 슈퍼컴퓨터 및 AI와 연계해 연구자들이 사용할 수 있는 통합 환경(National Quantum Supercomputing User Facility)을 만든다. 셋째, 대학·국가연구소·기업이 함께 실제 과학적·산업적 가치를 만들어낼 응용과 알고리즘을 발굴하고 이를 객관적으로 검증할 성능평가 체계를 구축한다. 최근 DOE가 최대 2억1,500만 달러 규모의 퀀텀 제네시스 큐 컴피티션(Quantum Genesis Q Competition) 공모를 발표한 것도 이러한 전략을 실행 단계로 옮기는 조치다. 우리나라도 중요한 출발점에 서 있다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)에서는 양자컴퓨터를 도입하고 슈퍼컴퓨터와 연계하는 국가 양자-HPC(고성능컴퓨팅) 인프라 구축을 추진하고 있다. 그러나 양자컴퓨터를 보유하는 것만으로 경쟁력이 만들어지는 것은 아니다. 신약과 신소재, 에너지, 제조, 물류, 금융 등 각 분야의 문제를 양자컴퓨터에 적합한 형태로 바꾸고 새로운 알고리즘을 개발하며, 슈퍼컴퓨터 및 AI와 연계해 과학적·산업적 유용성을 도출하고 객관적으로 검증하는 활용 연구가 함께 축적돼야 한다. 우리나라 양자정책의 방향도 하드웨어 확보와 원천기술에서 소프트웨어와 활용까지 더욱 넓혀갈 필요가 있다. 산업별 양자 알고리즘과 양자-AI 융합 연구, 실제 활용을 지원하는 사업과 함께 성능평가·벤치마크·소프트웨어를 전문적으로 연구하는 거점도 필요하다. 세계에서는 이미 오픈큐에스이(openQSE)와 같이 서로 다른 양자컴퓨터와 HPC를 연결하기 위한 개방형 소프트웨어 아키텍처와 표준 인터페이스를 공동으로 설계하는 움직임이 본격화되고 있다. 이러한 소프트웨어 생태계와 표준은 향후 양자-HPC 활용 환경의 기반이 될 것이다. 우리도 관련 연구기관과 기업이 초기 단계부터 이와 같은 국제 협력에 적극 참여해 기술과 경험을 축적하고, 표준과 생태계 형성 과정에서 우리의 역할을 만들어 갈 필요가 있다. 양자컴퓨팅-HPC-AI-연구자-산업 연결 필요 양자컴퓨팅은 아직 승자가 정해진 기술이 아니다. 하드웨어에서는 우리가 다소 늦게 출발했지만 소프트웨어와 응용에서는 격차가 고착됐다고 보기 어렵다. 지금 필요한 것은 양자컴퓨터와 HPC, AI, 연구자와 산업을 하나로 연결하는 세계적 수준의 '양자 고속도로'를 선제적으로 구축하는 일이다. 양자컴퓨팅 기술 발전이 가속화되는 지금, 앞으로의 몇년을 어떻게 준비하느냐가 우리가 추격자 그룹에 머물지, 수요와 기술을 선도하는 국가로 나아갈지를 결정할 것이다.
