"양자 산업화 위해 오창 방사광가속기 빔라인 2기만 달라"
양자기술 산업 전환을 위한 필수 기반시설인 방사광 가속기 빔라인 40기 가운데 '딱' 2기만 달라는 요구가 제기됐다. 30일 코엑스 2F 스튜디오 159호서 AI페스타 일환으로 개최된 퀀텀포럼 2025에서 김기웅 충북양자연구센터장(충북대 물리학과 교수)은 해외사례를 예로 들며 이같이 호소했다. 김 센터장은 "브룩헤이븐 국립연구소의 경우 양자빔라인이 전체의 20%인 6기를 차지한다"며 "양자재료 연구와 큐비트 정밀 제어 프로그래밍 시스템 구축을 위해서"라고 목소리를 높였다. 양자물질이나 양자소자를 연구하려면, 긴 결맞음 시간이 필수인데 이를 볼 수 있는 수단이 방사광갛속기 빔이라는 것이다. 충북양자연구센터는 오는 2027년 완공될 오창 방사광가속기 인근에 위치해 있다. 지난 2월 가동에 들어간 센터에는 IQM 초전도 5큐비트 성능의 양자컴퓨터가 설치돼 있다. 김 센터장은 또 양자컴퓨팅 실증 사례로 AI-자동화 실험 통합형 플랫폼 'LOWE' 개발과 IQM 양자이득 실증 실적을 공개했다. 대표적인 예로 폭스바겐 양자 시뮬레이션을 통해 배터리 전해질 연구의 자원 소모를 줄이는 하이브리드 기법 개발과 보쉬의 고체 산화물 연료전지 시뮬레이션을 위한 양자기반 솔루션 적용을 예시로 들었다. 키사이트, 자동화된 캘리브레이션 장비 소형화 절실 이에 앞서 키사이트 테크놀로지스 김창주 차장은 'AI 를 이용한 양자기반 계측 기술의 진화' 주제 발표에서 큐비트의 동작 원리와 제어 기술에 대해 소개했다. 키사이트 테크놀로지스는 AI 기반 테스트·보정 솔루션을 개발하며, 일본·유럽 등 해외 연구기관과 협력해 대규모 양자 시스템 구축을 지원하고 있다. 김 차장은 "가장 널리 쓰이는 트랜스몬 큐비트가 2레벨 시스템으로, 조셉슨 접합을 활용해 원하는 에너지 레벨을 제어하며 멀티플렉스 판독이 가능하다"고 설명했다. 그러나 동일한 설계로도 특성이 달라지는 재현성 한계가 있어 캐릭터라이제이션과 충실도(Fidelity) 측정이 핵심 과제로 꼽힌다고도 덧붙였다. 김 차장은 "이를 위해 주파수·전력 조건을 반복 실험하며 T1·T2 시간을 측정해 성능을 평가하고, 게이트 피델리티를 랜덤 벤치마킹으로 검증한다"며 "수백·수천 큐비트로 확장하려면 냉동기와 수천 개의 RF 채널이 필요한데, 비용과 규모가 커 자동화된 캘리브레이션과 장비 소형화가 절실하다"고 말했다. 김 차장은 또 '키사이트는 AI 기반 테스트·캘리브레이션 솔루션을 통해 이러한 과제를 지원하고 글로벌 연구기관과 기업들의 최신 개발 현황을 공유하고 있다"고 강조했다. 이어 GQT는 QKD(양자키분배) 기술력이 경쟁사인 IDQ 대비 85%의 가격절감 및 95%의 소형화 달성했다고 포문을 열어 관심을 끌었다. IDQ는 최근 미국 아이온큐에 3천 억원에 M&A된 업체로 보안 및 암호 부문에서 독보적인 기술력을 보유했다. 지큐티 곽승환 대표는 'QKD 소형화 개발 현황 및 양자센서 개발현황'을 공개하며 탄탄한 연구진부터 소개했다. KAIST와 서울대를 나온 조석범, 조정식, 김형일 박사가 모두 SKT 및 IDQ에서 QKD를 개발하는데 관여한 베테랑이다. 지큐티 "승승장구"…QKD 크기 95%줄이고, 가격은 85% 내려 특히, KAIST 출신의 조석범 박사와 조정식 박사는 공히 한국공학한림원 '2025년 한국을 이끌 100대 기술 및 주역'에 선정됐다. 지큐티 핵심기술은 크게 3가지로 △광자큐비트생성및단일광자측정 △초고속시그널프로세싱 △양자광학계안정화및손실최소화기술이다. 지큐티는 지난해 과학기술정보통신부의 총 110억 원 규모 양자암호 관련 국책과제 주관기관에 선정됐다. 올해는 양자센서기술용 고효율 단일광자검출칩 개발 참여기관으로 선정돼 19억 원의 예산을 확보했다. 이외에 중기벤처부 딥-테크 팁스로 선정돼 AI 등 전염성이 매무 강한 새로운 바이러스 신속 발굴과제를 수행중이다. 곽 대표는 현재 QKD 문제점으로 △5식의 QKD 장비만으로텔레콤랙에 가득찬다는 것(가격은 식당 1억 5천만원 이상) △크기와 가격이 시장확장에 문제라는 것을 지적했다. 곽 대표는 "우리는 IDQ 대비 85%의 가격절감 및 95%의 소형화를 달성했다"며 " 880억 원 정도면 한 개의 국내 텔레콤 네트워크를 양자 암호화시킬 수 있다"고 언급했다. 퀀텀인텔리전스 최근수 수석연구원은 양자인력 부족을 호소해 눈길을 끌었다. 최 수석은 이날 '양자머신러닝 내열 합금 개발 응용: 특성과 성능 비교 분석'을 발표하며 "내열합금은 항공기나 발전소 터빈 등 극한 고온 환경에서 사용되는 특수합금으로 고온에서도 장기간 강도와 안정성 유지가 관건"이라고 설명했다. 내열합금을 개발하는 일이 어려운 이유에 대해 최 수석은 크게 3가지를 들며 △원소들의 수많은 조합 △구성 요소들간의 복잡한 상호작용 △실험적 시행착오 개발 : 시간과 비용의 문제를 제기했다. 최 수석은 또 고전머신러닝을 활용한 내열합금 개발에서의 양자이득에 대해 설명하며, 차세대 소재 개발의 열쇠가 바로 '양자'에 있다고 강조했다. 퀀텀인텔리전스는 현재 양자 금융솔루션(금융 파생상품 가치평가 및 리스크 관리 등)과 양자 화학솔루션(신소재 개발 등), 양자 신약 솔루션(신약후보물질 발굴 등)을 개발하고 있다.
