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KRISS, 위성 신뢰도 99.9999% 뒷받침할 '임피던스 측정표준' 확립

인공위성 엔지니어들은 위성 분야 시스템 신뢰성을 '식스 나인'(99.9999%) 수준까지 따진다. 100만 번 중 단 1번의 실패만 허용하는 수치다. 스타링크는 스페이스X가 지구 저궤도에 위성 8천 개 이상을 배치하는 위성 인터넷 프로젝트다. 위성은 한 번 발사하면 수리가 안되기 때문에 기술 신뢰성 확보가 매우 중요하다. 한국표준과학연구원 전자파측정그룹이 '한국형 스타링크' 성능 보장에 기반이 되는 전자파 측정표준 기술을 확보했다. 오차는 불확도 0.3% 수준이다. 이들은 6G 저궤도 위성 통신의 핵심 구성요소인 도파관 전자파 임피던스(저항과 유사한 전자파 전송특성) 측정표준을 개발했다. 도파관은 전자기파를 특정한 경로로 전달하는 구조물이다. 고주파를 손실 없이 전달할 수 있고 내구성도 뛰어나 위성 통신 시스템의 신호 전달 채널로 쓰인다. 연구진은 도파관을 통해 전송할 수 있는 주파수 대역 중 국산 초소형 저궤도 위성에 쓰이는 X대역(8~12 GHz) 임피던스 측정표준을 최우선 확립했다. 연구진은 또 도파관 임피던스 교정 기술도 함께 개발했다. 임피던스 측정에 사용하는 회로망 분석기를 교정하려면 해외로 장비를 보내야 했다. 연구책임자인 조치현 책임연구원은 "위성 시스템 레벨의 '식스 나인' 신뢰도와 측정표준 불확도는 다른 개념"이라며 "그럼에도 불확도 0.3% 수준은 세계 정상급 레벨의 정확도로 이해하면 될 것"이라고 말했다. 그는 또 "식스 나인이 달성되기 위해서는 측정표준의 기술력이 반드시 확보되어야 가능한 일"이라며 "국산 저궤도 위성에 쓰이는 소자와 부품의 기술 신뢰성을 한층 높일 수 있게 됐다"고 설명했다. 정확한 측정표준을 통해 위성의 시제품 단계에서 신호의 세기, 지연 시간, 전파 손실량 등 여러 성능 지표를 정량적으로 파악하고 이를 개선해 품질을 높일 수 있다는 것이다. 이와함께 각 위성 부품에 필요한 통신 출력을 사전에 정확히 파악하고 맞춤형으로 설계할 수 있게 돼 불필요한 비용을 줄이고 개발 기간도 단축할 수 있을 것으로 연구진은 기대했다. 조치현 책임연구원은 “위성 통신뿐만 아니라 레이다 시스템, 항공기 등 도파관이 사용되는 모든 분야에 이 기술을 적용할 수 있다”며 “앞으로도 국내 산업계와 국방 분야가 필요로 하는 전자파 측정표준을 확립해 국가 산업 경쟁력 제고에 기여할 것”이라고 말했다. 연구성과는 KRISS 기본사업의 지원을 받았다. 전기전자공학자협회(IEEE)가 발간하는측정 및 계측기술분야 국제 학술지(Transactions on Instrumentation and Measurement)에 지난 2월 게재됐다.

2025.04.16 14:09박희범

국내 측정 분야 전문가 400여 명 "한자리에"

국내 측정 분야 전문가 400여 명이 한자리에 모인 제22회 측정클럽 종합워크숍이 9일 대전컨벤션센터(DCC)에서 개막됐다. 오는 10일까지 이틀간 열리는 이 행사는 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)과 한국계량측정협회(KASTO)가 공동 주최했다. 워크숍 목적은 측정 분야 최신 기술 동향과 현장 적용 방안에 대한 정보를 주고 받는 자리다. 궁극적으로 국내 산업 현장의 측정 능력과 신뢰도를 제고하기 위함이다. 올해는 KRISS 창립 50주년을 맞아 100여 개 기관에서 400명 이상의 산·학·연 측정 분야 전문가를 초청했다. 행사 첫날에는 KRISS 이호성 원장의 개회사와 국가기술표준원 김대자 원장의 축사에 이어, 한국형 우주발사체 개발을 이끈 한국항공우주연구원 고정환 책임연구원의 초청 강연이 진행됐다. 첫날 오후부터 둘째 날까지는 길이, 질량, 나노안전, 디지털전환 등 8개의 측정 분야에서 총 47개의 세부 세션이 진행된다. 참석자들은 각 세션에서 주제 발표를 통해 최신 측정 기술을 공유하고 실제 산업 현장에서의 적용 사례와 개선 방안에 대해 논의할 예정이다. 또한 행사 기간 국내외 계측기기 및 측정 장비 제조기업들의 연구성과와 시제품을 직접 볼 수 있는 '측정 장비 전시회'도 함께 열린다. 이호성 원장은 “산·학·연 기술 교류와 협력을 촉진해 국내 산업 현장의 측정 능력을 한층 끌어올리는 기회가 될 것”이라고 말했다.

2025.04.09 14:13박희범

SDT, 5큐비트 양자 클라우드 서비스 국내 첫선…KISTI 등과 협력 개발

SDT가 국내 처음 양자 클라우드 서비스를 선보인다. 이 서비스는 풀스택 양자컴퓨팅 소프트웨어다. 한국과학기술정보연구원(KISTI) 등의 지원을 받아 개발했다. 양자표준기술 전문기업 SDT(대표 윤지원)는 오는 10일부터 13일까지 나흘간 싱가포르에서 열리는 '슈퍼컴퓨팅 아시아 2025'에서 이 서비스를 공개할 계획이라고 6일 밝혔다. SDT 윤지원 대표는 "애니온 테크놀러지스와 공동부스도 꾸린다"며 "엔비디아와는 튜토리얼 세션을 함께 운영하기로 했다"고 밝혔다. '슈퍼컴퓨팅 아시아'는 아시아·태평양 지역을 대표하는 슈퍼컴퓨팅 분야 학회다. 슈퍼컴퓨팅 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야 기술 발전을 논의하고 최신 연구 성과들을 공유한다. 올해 행사는 '고성능 컴퓨팅과 양자: AI, 과학 그리고 혁신'이라는 주제로 진행된다. SDT가 이번에 선보일 클라우드 서비스는 5큐비트 초전도 양자 컴퓨터와 KISTI의 양자 에뮬레이터를 기반으로 만들어졌다. 전 세계 사용자가 클라우드를 통해 이를 활용할 수 있도록 지원하는 국내 최초의 풀스택 양자 컴퓨팅 소프트웨어다. 데이터 관리, 프로그래밍, 실행 서비스를 포함한 통합 프레임워크를 제공하며, 웹 기반 인터페이스를 통해 API 키 관리, 작업 모니터링 등이 가능하다. 또한, 양자 알고리즘 개발 도구인 주피터랩(Jupyter Lab) 연동 및 페니레인(Pennylane) SDK 통합을 통해 양자 회로를 손쉽게 개발·실행할 수 있다.플러그인 패키지를 활용해 개인 PC에서도 유연한 환경을 제공하는 것도 장점이다. 글로벌 양자컴퓨팅 기업 애니온 테크놀러지스와 참여하는 공동부스에서는 엔비디아와 협력 중인 하이브리드 양자 컴퓨팅 기능 데모와 양자 머신러닝을 활용한 'HSBC'의 거래 유형 분류 케이스 스터디 발표도 진행된다. SDT는 또 △큐비트 제어 최적화 및 튜닝 △양자 회로 생성 및 알고리즘 적용 △50큐비트 양자 컴퓨터 자동화 △큐비트 게이트 강화 최적화 △KISTI의 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅 프레임워크 등 SDT와 애니온 테크놀러지스가 보유한 최신 연구개발 성과도 선보인다. 이외에 SDT는 애니온 테크놀러지스의 IP를 기반으로 양산 예정인 초저온 냉각기 모형을 비롯해 양자 프로세서 웨이퍼, 양자 한계 증폭기, 양자 프로세서 등의 핵심 양자 기술 제품도 함께 전시한다. 윤지원 SDT 대표는 “글로벌 파트너인 애니온 테크놀러지스와 함께 올해 20큐비트 초전도 양자 컴퓨터 생산을 시작으로, 2029년까지 1천 큐비트 이상의 시스템 구축을 목표로 하고 있다”고 말했다. 윤 대표는 또 “SDT는 양자표준기술을 기반으로 양자 컴퓨팅이 미래 컴퓨팅 기술의 핵심으로 자리 잡을 수 있도록 연구개발을 지속해 나걸 것"이라고 덧붙였다.

2025.03.06 09:20박희범

[인사]한국표준과학연구원(KRISS)

◇실장 ▲사업관리실장 김의형 ◇본부장 ▲K-퀀텀국제협력본부장 김진희 ◇센터장 ▲양자국가기술전략센터장 성은정 ▲국가양자정책센터장 정일룡 ◇그룹장 ▲양자정보네트워킹그룹장 이선경

2025.02.28 11:16박희범

'퀀텀코리아' 오는 6월 24~26일 열려…"글로벌 산업·연구 축제"

과학기술정보통신부가 18일 부산항국제전시컨벤션센터에서 '퀀텀 코리아 2025' 조직위원회 출범식을 개최했다. 올해 열릴 '퀀텀코리아 2025'는 오는 6월 24일부터 26일까지 사흘간 양재 aT센터 제2전시장에서 개최된다. 퀀텀코리아(Quantum Korea)는 수년간 연구자 교류 및 학술 성과 중심으로 개최해오던 '양자정보주간(Quantum Week)' 행사를 2023년부터 해외 석학, 국내외 각계 대표, 유수 기업들이 참여해 양자생태계 전반을 조망하는 국제 행사로 확대 개편했다. 올해는 유엔이 지정한 세계 양자과학 및 기술의 해를 맞아 경제협력개발기구(OECD)와 공동으로 개최하는 기념 워크숍 등 다채로운 국제 행사를 마련한다. '대한민국 양자 산업화'를 주제로 학술 컨퍼런스, 연구-산업 전시, 대중 강연을 비롯한 다양한 행사를 준비했다. 지난 해 이 행사 조직위원회 위원이자 서울대 양자연구단 단장을 맡고 있는 김태현 서울대 교수가 조직 위원장을 맡았다. 학계에서는 한상욱 양자정보학회장, 김은성 KAIST 양자대학원장, 정연욱 성균관대 교수 등이, 연구계에서는 김용수 KIST 양자기술단장, 최재혁 KRISS 양자기술연구소장, 윤천주 ETRI 양자기술연구본부장 등이 참여했다. 또 기업에서는 이준구 큐노바 대표와 이주완 메가존 클라우드 대표, 양승현 SKT CTO 등이 준비위원을 맡았다. 권현준 과기정통부 기초원천연구정책관은 “2025년 세계 양자과학기술의 해를 맞아 전 세계적으로 어느 때보다 양자에 대한 관심이 뜨겁다”면서 “퀀텀코리아가 명실상부한 글로벌 양자과학기술 연구·산업 축제로 자리매김할 수 있도록 할 것"이라고 말했다.

2025.02.18 10:22박희범

한·일 연구진 '극저온·고압 수소' 개발 협력 방안 찾는다

한국표준과학연구원(KRISS)은 17일 대전 본원에서 한국과 일본의 수소 안전 분야 기술력 강화와 표준화 협력체계 구축을 위한 '한·일 수소 안전 워크숍'을 개최한다. 이 행사는 수소 안전 분야 양국 전문가들이 모여 최근 주목받는 '극저온·고압 수소' 기술을 중심으로 수소 에너지의 안전한 활용을 위한 기술적 과제와 국제협력 방안을 논의하는 자리다. 행사에서는 일본 측에서 ▲일본 국립재료과학연구소(NIMS) 오가타 토시오(Ogata Toshio) 책임연구원이 '중공 시험편을 이용한 수소취성 기술에 대한 국제표준기구(ISO) 국제표준 현황, ▲일본 요코하마대학교 유메자와 오사무(Umezawa Osamu) 교수가 '극저온에서 소재의 파손과 변형 평가 기술' 등을 발표한다. 국내에서는 ▲한국원자력연구원 최용남 책임연구원이 '과냉각 액체수소 충전 기술의 국제표준화 동향' ▲ 국립안동대학교 신형섭 교수가 '페라이트강의 수소취성 스크리닝 기술' ▲ KRISS 백운봉 책임연구원과 전상구 선임연구원이 'KRISS의 고압수소용 금속 및 비금속 소재 평가 기술 현황'을 주제로 발표한다. 발표 후에는 KRISS 수소 안전 연구설비와 장비를 직접 살펴보는 랩 투어를 진행한다. 수소 경제 활성화의 핵심은 대용량 수소 저장 및 운송 기술이다. 현재 액체수소(20 K) 상태로 저장하는 방식이 주로 사용되지만, 기화로 인한 에너지 손실이 크다는 한계가 있다. 반면, 극저온·고압 수소 기술은 상대적으로 높은 온도(50 K 이하)와 고압(35 MPa 이하) 상태에서 수소를 저장할 수 있어, 저장 밀도와 효율성이 우수하다. 이러한 특성 덕분에 수소 경제의 실현을 위한 핵심 기술로 떠오르고 있다. 다만 극저온·고압 수소 기술의 상용화를 위해서는 정밀한 측정표준 개발과 관련 절차의 국제적 표준화가 필수적이다. 극저온과 고압이라는 까다로운 조건을 동시에 다루기 때문에, 수소의 저장량과 상태를 정확히 측정하는 것이 매우 어렵기 때문이다. KRISS 수소에너지그룹 정낙관 그룹장은 "국내외 수소 안전 분야 전문가 80여 명이 참석해 이러한 기술적 과제를 해결하고, 공동 연구개발을 통해 국제표준화를 이끌어내기 위한 첫걸음이 될 것"으로 기대했다. 한편 KRISS 수소에너지그룹은 2009년 국내 최초로 '수소안전연구동'을 건설하고, 수소충전소 신뢰성 평가 기술 및 수소연료전지자동차용 부품의 안전 사용 적합성 평가 기술을 개발하는 등 안전한 수소 에너지 보급을 위한 연구를 지속해왔다.

2025.02.17 09:00박희범

KRISS, "수소연료 불순물 실시간 모니터링 장비 오는 2월 기술이전"

한국표준과학연구원(KRISS) 반도체디스플레이측정그룹이 수소연료 품질 실시간 모니터링 장비를 국내 처음 개발했다. 수소연료는 내연 기관 연료에 비해 생산·운반·저장 시 오염 가능성이 크다. 수소연료 생산공정이 내연 연료에 비해 복잡할 뿐만 아니라 저장과 운송, 이용을 위한 고압 처리 과정에서 불순물이 발생할 확률이 높다. 연구진은 "오염된 수소연료가 수소차에 주입되면 폭발 및 사고 위험성이 크게 증가한다"며 "수소충전소 수소연료 불순물은 국제표준화기구(ISO)가 제안한 기준에 맞게 측정·관리해야 한다"고 설명했다. 그러나 국내에서는 분기당 1회 검사 기관이 충전소를 방문해 수소연료를 채취한 후 전용 설비에서 불순물을 측정했다. 이번에 개발한 장비는 수소 충전기에 설치해 차량으로 주입하는 수소연료 속 불순물의 성분과 농도를 실시간 모니터링한다. 수소 연료 상태를 주입과 동시에 점검하는 것. 연구진은 "국제표준화기구(ISO)가 관리 대상으로 규정하고 있는 불순물 14가지 중 8가지 성분을 정확히 측정할 수 있다"고 말했다. 8가지 성분은 수증기(H₂O), 산소(O₂), 아르곤(Ar), 이산화탄소(CO₂), 메탄(CH₄), 일산화탄소(CO), 질소(N₂), 황화수소(H₂S) 등이다. 개발을 주도한 이정순 책임연구원은 "수소연료 품질을 상시 점검·유지할 수 있어 수소차의 안전성을 강화하고 사용자의 불안을 줄일 수 있을 것"으로 기대했다. 이 연구원은 "현재 현장에서는 생산 수소의 불순물 검사를 위해 값비싼 외산 장비를 사용하고 있는데, 장비당 1~2개의 성분만 분석할 수 있고 유지관리도 쉽지 않아 원활한 품질 검사에 어려움을 겪었다"고 말했다. 표준연은 지난 해 11월부터 충주시 수소버스충전소에서 장비 실증을 진행 중이다. 오는 2월 실증이 마무리되면 국내 가스장비 전문업체에 이를 기술이전할 계획이다. 이 연구성과는 KRISS 기본사업과 산업통상자원부 '수소충전소 및 배관망 안전 제고를 위한 필수 장비 국산화 기술 개발' 사업의 지원을 받았다.

2025.01.14 15:54박희범

[인사]한국표준과학연구원(KRISS)

◇본부장 ▲바이오의료측정본부장 배영경 ▲기획본부장 홍석환 ◇그룹장 ▲바이오물질측정그룹장 김세일

2024.12.17 17:12박희범

KRISS, 몰리브덴+루테늄 촉매로 고효율 '그린수소' 생산 성공

# 그린 수소는 물을 전기 분해하는 '수전해' 방식으로 생산된다. 생산 과정에서 이산화탄소와 같은 오염 물질이 발생하지 않아 차세대 친환경 에너지원으로 꼽힌다. 촉매는 수전해 과정에서 물을 수소와 산소로 분해하는 역할을 한다. 그린 수소의 생산 효율은 결국 촉매의 성능에 따라 좌우된다. 그린 수소 상용화는 제작 비용이 저렴하면서 오랜 기간 높은 성능을 유지하는 촉매 개발에 달려 있다. 국내 연구진이 친환경 에너지인 그린 수소의 생산 효율을 높이고 비용은 절감할 새로운 소재를 개발했다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)은 음이온교환막(AEM) 수전해에 쓰이는 고성능 비(非)귀금속계 촉매를 개발했다고 15일 밝혔다. 음이온교환막(AEM) 수전해는 경제적인 비금속 촉매를 사용하지만, 많은 양의 수소를 안전하게 생산할 수 있어 차세대 수전해 기술로 주목받는다. 현재 음이온교환막 수전해 장치에는 백금(Pt), 이리듐(Ir) 등의 귀금속 촉매가 주로 활용된다. 그러나 소재가 고가인데다 쉽게 부식(열화)돼 수소 생산단가를 높이는 요인으로 작용한다. KRISS 첨단소재측정그룹 박선화 책임연구원은 "몰리브덴 산화물계(MoO2-Ni4Mo) 소재에 극소량의 루테늄(Ru)을 배합한 비귀금속계 촉매를 개발했다"며 "가속기 실험으로 수산화 이온(OH-) 흡착이 열화 발생의 원인임도 밝혀냈다"고 말했다. 몰리브덴 산화물 소재는 높은 전기전도도를 가졌지만, 알칼리성 환경에서 열화 반응이 일어나 수전해 촉매로 사용하기엔 어려운 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 연구진은 몰리브덴 산화물 소재에 루테늄을 최적의 비율로 배합하는 기술을 고안했다. 3㎚(10억분의 3 m) 이내의 루테늄 입자가 소재 표면을 얇게 덮어 열화를 막고 내구성을 높인다는 사실을 확인했다. 연구진은 "수전해 성능 측정 결과, 기존 상용 소재에 비해 4배 우수한 내구성과 6배 이상 높은 활성도를 보였다"며 "일반 전기가 아닌 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 이용한 수전해에서도 22.8%의 높은 태양광-수소 전환효율을 나타냈다"고 말했다. 이 촉매는 또 담수뿐만 아니라 해수에도 적용 가능하다는 것이 연구진 설명이다. 불순물을 제외한 알칼리성 모의 해수를 전해질로 이용한 수전해에서도 높은 활성도와 안정성을 나타낸다. 박선화 책임연구원은 “현재는 그린 수소를 생산하기 위해 반드시 정제된 물이 필요하지만, 만약 실제 해수를 이용한다면 담수화에 필요한 막대한 비용을 줄일 수 있을 것"이라고 말했다. 박 책임연구원은 "원천연구여서 기술성숙도로 보면 1~2단계 정도 될 것"이라며 "가능성이 보이는 만큼 후속 연구를 이어갈 계획"이라고 덧붙였다. KRISS 기본사업의 지원을 받은 이번 연구는 서울대학교 장호원 교수 연구팀과 한국재료연구원 최승목 책임연구원 연구팀이 공동으로 참여했다. 연구결과 화학공학 분야의 세계적인 학술지인 '어플라이드 카탈리시스 비-인바이런먼트 앤 에너티'(Applied Catalysis B-Environment and Energy) (IF: 20.2)(7월)에 게재됐다.

2024.10.15 09:20박희범

2천700조 양자컴퓨터 시장, 국내기업 사업 기회는?

”양자컴퓨터 시장은 2035년까지 2천700조원 규모로 성장할 전망이다. 아직 초기 단계 시장이지만, 국내 기업이 진출할 기회가 열려 있다. 특히 제조와 소프트웨어(SW) 부문에 강점을 가진 한국 기업들에게 많은 기회가 열릴 것으로 기대된다." 한국표준과학연구원(KRISS) 초전도양자컴퓨팅시스템연구단의 홍창기 선임연구원은 11일 서울 강남구 코엑스에서 열린 퀀텀 포럼에서 양자컴퓨터 시장에서 국내 기업이 진출해 사업화에 유리한 분야를 소개했다. 과학기술정보통신부 주최, 한국소프트웨어산업협회(KOSA) 주관으로 열린 '디지털 혁신 페스타 2024'와 함께 공동으로 개최한 퀀텀 서밋은 양자컴퓨팅 산업의 현황을 조망하고 미래 시장에서 국내 기업의 진출 방향을 제시하기 위해 마련됐다. 양자컴퓨터 시장은 아직 초기 단계로 현재 기술 발전과 산업화 움직임이 가속화되고 있다. IBM, 구글, 마이크로소프트 같은 글로벌 빅테크 기업들이 극저온 환경에서 초전도체의 특성을 활용한 기술을 중심으로 컴퓨팅 시스템 개발을 주도하고 있다. 양자컴퓨터는 기존 컴퓨팅 기술로는 해결하기 어려운 복잡한 문제를 빠르고 효율적으로 처리할 수 있다. 그러다보니 금융, 의료, 국방, 재료 과학, 인공지능(AI) 등 다양한 산업에서 그 가능성을 인정받고 있다. 맥킨지를 비롯한 글로벌 시장조사 기관에 따르면, 양자컴퓨팅 시장은 2023년 약 1천200조원에서 2천700조원까지 성장할 가능성이 있는 것으로 예상된다. 이런 기대와 함께 극저온 환경 유지와 시스템 불안정성 해결이 상용화에 필수 과제로 꼽히고 있다. 글로벌 시장에서는 이러한 과제를 해결하고 양자컴퓨터의 신뢰성과 성능을 극대화하기 위한 움직임이 활발하게 진행되고 있다. 특히 다양한 소부장 업체와 벤처기업이 참여하면서 개발 생태계가 확대될 것으로 기대된다. 홍창기 연구원은 양자컴퓨터 상용화를 위한 연구·개발 과정에서 한국 기업의 진출 기회도 확대될 가능성이 크다고 예측했다. 한국 기업은 바이오, 재료 과학, 금융 및 투자, 사이버 보안 등 양자 컴퓨팅 시장에서 강점으로 작용할 수 있는 기술력을 갖추고 있다. 이런 강점을 바탕으로 양자 컴퓨팅 맞춤형 제품이나 솔루션을 개발해 시장에 진출하기 유리하다는 것이다. 국내 기업이 참여할 수 있는 분야로는 양자 처리 장치(QPU) 설계 및 제작, 초전도 물질 증착 기술, 극저온 냉동기와 같은 하드웨어(HW) 기술과 양자 알고리즘 및 소프트웨어(SW) 개발 등이 제시됐다. 그러나 양자컴퓨터의 하드웨어 및 소프트웨어 제품은 기술적 난이도가 매우 높은 분야로 꼽힌다. 그만큼 진입 장벽도 높은 시장이다. 홍 연구원은 이런 기술적 장벽을 극복하기 위해 학교, 연구소, 기업이 함께 기술 개발 프로젝트를 수행하는 산학연 협력이 필수적이라고 강조했다. 기초 연구에서부터 상용화 단계까지 전 과정에서 기술 역량을 확보하고, 연구 결과를 빠르게 상용화할 수 있는 방안을 마련해 글로벌 경쟁력을 강화해야 한다는 설명이다. 또한, 기술 역량 확보를 위한 협업은 해외 주요 연구기관 및 기술 선도 기업과의 글로벌 협력으로 확대해야 하며, 이를 통해 최신 기술과 트렌드를 도입하고, 글로벌 시장 진출 전략을 마련해야 한다고 강조했다. 홍창기 연구원은 "특히 양자컴퓨터 하드웨어 기술이 강한 스위스, 미국, 이스라엘, 네덜란드 등과의 기술 교류는 글로벌 진출 및 기술 역량 확보를 위한 중요한 전략적 기회가 될 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 그는 이어서 "양자컴퓨터는 발전 가능성이 매우 크고 아직 초기 단계로, 국내 기업의 진출 가능성도 열려 있다고 생각한다"며, "한국 기업이 글로벌 시장에서 의미 있는 위치를 차지하고, 양자 컴퓨팅 시대의 주도적인 역할을 할 수 있기를 기대한다"고 말했다.

2024.10.11 16:19남혁우

AI·로봇·양자가 만드는 미래가 여기에…알짜 신기술 주목

다양한 영역에서 인공지능(AI), 로봇, 양자컴퓨팅 등 최신 기술을 접목해 유용한 솔루션을 개발한 기업들이 한 자리에 모였다. 10일 과학기술정보통신부가 주최하고 한국소프트웨어산업협회(KOSA) 주관, 지디넷코리아 후원으로 개최된 '디지털 혁신 페스타 2024'에는 기술력을 갖춘 기업들의 제품들이 전시돼 관람객들의 이목을 끌었다. ■"AI, 더 빠르고 안전하게"…지원사격 기술 한 자리 디플리는 자체 개발한 AI 기반 소리 분석 모델을 선보였다. 비상 상황을 확인해 대응하는 '안전 솔루션'은 “살려주세요”, 소리 지름, 물리적 충격 등의 소리를 인지, 분석해준다. 비상 상황에 조기 대응할 수 있다는 강점을 인정받아 정부기관, 지역 공기업 등에 제품이 공급됐다. 현장 방문객들은 산업 현장에서 기계에서 나는 소리로 고장 등 이상 상황을 감지하는 '머신 솔루션'에 많은 관심을 보였다. 디플리 관계자는 “현장에서 공기업의 도입 문의도 받았다”고 언급했다. 노타AI는 AI 모델을 경량화해 엣지 단에서도 AI를 활용할 수 있게 함에 따라 데이터 처리 속도와 보안을 강화해주는 기술 개발에 집중하고 있다. 이날 현장에서는 자체 온디바이스 AI 플랫폼 '넷츠프레소'를 선보였다. 대학 연구소뿐 아니라 국내 대기업에서도 활용 사례를 확보했다는 설명이다. 노타AI 관계자는 “최근 생성AI 모델 경량하는 기술 개발을 진행하고 있는데, 기술 원리를 궁금해하는 분들이 많았다”며 “자체 사업에 활용하길 원하는 분들도 많아 사업 기회가 확대될 것으로 기대된다”고 말했다. 티맥스소프트는 AI 클라우드 생태계를 구현할 수 있는 제품군을 선보여 눈길을 모았다. 인터페이스 솔루션인 '인터페이스 스위트'는 '애니링크', '애니 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)' 등 다양한 인터페이스 제품을 하나로 묶어 제공한다. 신제품 '애니API 포탈'을 통해 보다 강화된 API 활용 환경을 제공한다. 티맥스소프트 관계자는 "AI 기반 디지털 환경에서 인터페이스 제품과 미들웨어가 핵심적 역할을 한다"며 "차별화된 기술력과 비즈니스 성과를 선보이는 기회가 됐다"고 말했다. 한국정보통신기술협회(TTA)는 'AI 신뢰성 검·인증 제도'를 현장에서 소개했다. TTA 관계자는 “소프트웨어 개발 기업들이 인증에 따른 이점을 많이 궁금해하는데, 사람이 AI를 믿고 쓸 수 있다는 '신뢰성'을 충족한다는 것을 증명하는 제도로 저희는 표현한다”며 “AI의 윤리와 안전성이 화두인 상황에서 사회 분위기나 이슈에 대응하기 위해 인증이 필요해질 것”이라고 설명했다. 모놀리는 AI 도입에 앞서 데이터 주권을 보호하는 데이터 거버넌스 구축을 지원하는 솔루션 '모놀리 엔클레이브'를 출품했다. 모놀리 관계자는 "선별된 사용자가 AI 서버에 접속할 수 있게 하는 방식"이라며 "솔루션 특성상 금융권이 공략 대상이고, 현장에선 방산 분야 관계자들이 많은 관심을 보였다"고 언급했다. ■병원·우체국 직원으로 변신한 로봇 의료, 우편 업무를 지원하는 로봇들도 디지털 혁신 페스타 현장에 등장했다. 한림대성심병원은 토탈 로봇 솔루션 기업 빅웨이브로보틱스와 함께 로봇으로 변화하는 미래 병원의 모습을 소개했다. 약부터 검체 배송, 청소, 안내 등 다양한 서비스 로봇 운영 사례를 엿볼 수 있다. 양 기관은 병원에 도입한 다양한 로봇과 함께 운영 시나리오에 관해서도 전했다. 병원의 초기 도입 비용 부담을 낮추기 위해 서비스형 로봇(RaaS) 방식을 적용하기로 했다. 업계에서는 최초로 사용량 기반으로 요금제를 설계한다. 빅웨이브로보틱스 관계자는 "한림대성심병원에 73대 로봇을 도입한 경험이 있다"며 "인력난이 심해지는 병원에서 로봇으로 더 편리하게 환자들을 돌볼 수 있는 환경이 구축될 수 있을 것"이라고 말했다. 우정사업본부는 무인 우편접수 과정을 시연했다. 로봇과 AI가 모든 택배 업무를 대신해주는 디지털 데스크가 전시됐다. 우정사업본부 관계자는 "올해 시범 사업을 거친 뒤 내년 일부 우체국에 무인 시스템을 도입할 예정"이라고 말했다. ■'양자컴퓨팅' 기술 개발 한창…"상용화 이후 성능 수 만 배 달성" 이날 행사 현장에서는 차세대 컴퓨팅 기술로 주목받는 양자컴퓨팅 관련 기술 동향도 둘러볼 수 있었다. 기존 컴퓨터의 최소 단위인 비트가 0과 1을 사용하는 것과 달리 양자컴퓨터는 양자를 기본 정보 단위로 삼는다. 기술 특성상 연산 속도 측면에서 현재 컴퓨터의 수 만 배 수준으로 압도하는 성능을 구현할 것으로 전망되고 있다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 오는 2026년까지 개발하는 것을 목표로 하고 있는 50큐비트 양자컴퓨터 모형을 전시했다. KRISS는 국내에서 양자 기술 관련 가장 많은 연구 인력을 보유하고 있다. KRISS 관계자는 "얼마 전 IBM이 50큐비트 양자컴퓨터를 개발했는데, 양자컴퓨터는 실제 컴퓨터처럼 사용하려면 1천큐비트 이상 기술력을 달성해야 한다고 한다"며 "양자컴퓨터의 고성능이 구현되면 해킹이 불가능할 수준의 보안, 기존 패스워드 체계 복호화 등이 가능해질 것"이라고 설명했다. 노르마는 이번 전시회에서 자체 하드웨어와 소프트웨어 기반 양자 플랫폼 'Q플랫폼'을 소개했다. 양자 컴퓨팅으로 신약 개발, 금융 서비스 등 고도의 확률 계산에 강점을 보인다는 설명이다. 노르마 관계자는 "파일럿 프로젝트를 다수 진행하고 있다"며 "양자 컴퓨팅을 상용화하는 것에 신기해하는 반응이 많았다"고 전했다.

2024.10.10 18:03김윤희

"제2 블루포스·디웨이브 '대덕퀀텀밸리'서 나올 것"

"제2의 블루포스, 주리히 인스트루먼트, 디웨이브 시스템즈가 '대덕퀀텀밸리'에서 나올 것이다." 대덕퀀텀밸리 조성에 시동이 걸렸다. 목표는 글로벌 양자컴퓨팅 소부장 리더 유니콘 기업 육성이다.블루포스는 양자컴 극저온 냉동기 글로벌 리더다. 주리히 인스트루먼트는 양자컴 퓨비트 측정 및 제어장비 세계 최강자다. 다웨이브 시스템즈는 IBM과 구글에 양자컴퓨터의 길을 열어준 선도기업이다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 3일 KRISS 대전 본원에서 양자컴퓨팅 소부장(소재·부품·장비) 산업 육성을 위한 '양자컴퓨팅 소부장 스케일업 밸리 협의회를 개최했다. 27개 지·산·학·연과는 업무협약도 체결했다. 배성수 KRISS 연구전략실장 사회로 진행된 이 협약에는 ▲KRISS ▲대전광역시 ▲과학기술연결플랫폼사회적협동조합(PoSEP)과 ▲제조기업(MKS, 위드웨이브, SDT 등 18여 곳) ▲국내외 수요기업(LG전자, 파스칼, 콴델라) ▲벤처캐피털(한국과학기술지주, 블루포인트파트너스) 등 28개 기관이 참여했다. 협의체 사업 총괄 기관은 KRISS가 맡았다. 민간 연결 등 지원은 PoSEP이 책임진다. 기술 스케일업과 인력양성은 KRISS를 중심으로 KIST, ETRI, KISTI, KAIST, 서울대, 부산대, UNIST, 성균관대가 나설 계획이다. Q-허브밸리 구축 등 인프라는 대전시와 대덕테크노파크가 주도한다. PoSEP은 협의회 운영 등을 지원할 계획이다. 투자 부문은 블루포인트파트너스(대표 이용관)와 한국과학기술지주(KST, 대표 최치호) 등이 맡기로 했다. 2027년까지 양자 소부장 기업 100개 유치 시장 1조 만들 것 이날 협의회 협약에 이어 '대덕퀀텀밸리' 사업 계획을 공개한 이용환 PoSEP 전략기획위원(사무국장)은 오는 2027년까지△대덕 소부장 기업 100개 유치 △1조 시장 창출 △매출 30%증대를 목표로 "R&D와 기업 육성에 적극 나설 것"이라고 말했다. 11년 뒤인 오는 2035년에는 소부장 기업이 1천개, 유니콘 기업 3개, 글로벌 마켓쉐어 10% 장악을 중장기 목표로 세웠다. 이 위원은 "바이오나 AI, 반도체 혁명의 완성은 양자과학"이라며 "코로나 백신이나 전기차 배터리, 보안 등의 문제를 양자가 모두 해결할 것으로 본다"고 양자의 미래를 긍정 예측했다. "양자 분야는 동맹과 블럭화가 필요하고, 그런 방향으로 세계가 움직이고 있습니다. 전략 기술이기 때문에 수출입 규제도 심할 것입니다. 초기 시장 편입 실패하면 진입장벽이 높을 것입니다." 이 위원은 "2030년 슈퍼컴 시장이 4.5조원이라면, 반도체 소부장 글로벌 시장은 약 200조 원 시장이고, 이 가운데 한국은 3.9%를 장악하고 있다"고 분석했다. KRISS 내년 양자융합센터 Q-랩 조성·클라우드 서비스 이 위원은 "지금은 양자컴 플랫폼 춘추전국시대"라며 "2023연 양자과학기술 시장 규모는 26조원이고, 오는 2030년에는 156조 시장으로 성장할 것"으로 내다봤다. 대덕퀀텀밸리 조성과 관련 협의체는 오는 2030년 본격화할 양자시대에 대비해 올해부터 QX(퀀텀 트랜스포메이션) 준비에 들어간다. KRISS의 양자컴 20큐비트 클라우드 서비스도 2025년부터 테스트 모드로 시작할 계획이다. 2027년에는 50큐비트로 서비스 한다는 것이 목표다. 협의회는 양자컴을 구현하는 초전도 방식과 이온트랩 방식, 포토닉 방식, 중성원자 방식, 다이아몬드 방식 등과의 연계 기술 개발 전략도 세웠다. 이 위원은 "이들 기반 사업들의 완성형을 대덕퀀텀밸리 구축으로 본다"며 "대전시가 양자 융합센터 내 Q-COMM 공간을 내줘 50개 기업이 입주할 수 있게 됐다. 또 KRISS는 2025년 Q-랩을 조성한다"고 부연 설명했다.대전시는 이를 위해 대전 도룡동 출연연 공동관리아파트 부지에 양자융합 R&D통합플랫폼 구축 사업을 2025년부터 2028년까지 진행할 계획이다. 양자융합센터 내 조성할 Q-허브는 오픈 플랫폼으로 운영한다. 이에 앞서 한성호 MKS 대표는 "소부장이 약한 게 늘 마음에 걸렸다"며 "장비 시장만 100조원 대인데, 이번 기회에 글로벌로 진출할 수 있는 협력 기반이 만들어질 것으로 기대한다"고 말했다. 또 강노원 KRISS 성과정책본부장과 이용호 KRISS 초전도양자컴퓨팅시스템연구단장은 "테스트베드와 시스템, 인력 등이 유기적으로 돌아가야 한다"며 "투자를 하고 싶어도 인프라가 제대로 갖춰지지 못한 현실을 협력으로 타개해 나갈 것"이라고 강조했다. 신용현 연세대 특임교수와 함께 협의회에 참석한 정광화 PoSEP 이사장은 "양자는 30년 전부터 해야하나 말아야 하나 고민이 많았던 분야"라며 "세상이 바뀔 때 뛰어들지 않으면 망한다. 양자컴이 그런 분야고, 지금이 뛰어들 때"라고 강조했다.한편 이날 행사에는 콴델라 김유석 한국대표, 파스칼 정희정 전무, 메가존클라우드 김동호 부사장, (주)뮤텍코리아 임상규 CEO, 대전시 정태영 전략산업정책과장, 코셈 이준희 대표, 아이작리서치 박형상 대표,지씨아이 유봉국 대표 등이 참석했다.

2024.07.03 14:55박희범

전세계 양자 전문가·기관·기업 킨텍스 총집결…"3박4일간 양자 현재 조망·미래 설계"

전세계에서 내로라하는 양자과학기술 전문가와 기관이 대거 한국을 찾는다. 과학기술정보통신부는 양자 과학기술 흐름과 혁신성을 조망할 '퀀텀 코리아 2024'를 오는 25일부터 27일까지 사흘간 킨텍스 제2전시장에서 개최한다. 이 행사는 '양자로 느끼고(Sensing), 사고하고(Computing), 소통하는(Communication) 양자로 연결되는 세상'을 주제로 글로벌 양자 전문가와 11개국 63개 관련 기업 및 기관이 한자리에 모여 미래를 설계하는 자리다. 주최는 과학기술정보통신부, 퀀텀코리아 2024 조직위원회다. 주관은 양자정보연구지원센터, 한국양자정보학회, 한국양자산업협회, 미래양자융합포럼, NRF, IITP, NIA, KIAS, KRISS, ETRI, KIST, KISTI, NSR, KAERI 등 14개 기관이 맡았다. 25일 열리는 개막식에서는 지난해 말 중성원자 기반의 양자컴퓨터로 혁신적 오류정정과 양자 우위를 입증한 하버드 대학 미카일 루킨(Mikhail Lukin) 교수의 특별강연을 준비했다. 강연 주제는 '양자컴퓨팅의 새로운 지평'이다. 루킨 교수는 지난해 논리큐비트 48개로 구성된 중성원자 방식 양자컴퓨터를 선보여 현재 가장 앞선 플랫폼으로 평가받는 초전도 방식을 능가하는 유망기술로 주목 받았다 또 과학 유튜버 '궤도와 페퍼톤스'의 이장원이 함께하는 퀀텀 토크 콘서트(주제: 파동이 만드는 음악, 그리고 양자역학)가 이어진다. 주요 연사로는 루킨 교수외에 ▲양자 키 배분 시스템을 처음 상업화한 노르베르트 뤼트켄하우스(Norbert Lütkenhaus) 캐나다 워털루대 교수, ▲양자 계산과학 권위자 일본 메이지카쿠인대 히로시 이마이(Hiroshi Imai)교수, ▲세계적인 핵자기공명(NMR) 및 NV 큐비트, 센싱 전문가인 미국 MIT 파올라 카펠라로 교수 등이 강연한다. 행사가 열리는 사흘간 킨텍스 4층에서는 국제 컨퍼런스가 열린다. 이 컨퍼런스는 양자 컴퓨팅․알고리즘, 양자광학․통신, 양자센서․계측 등 7개 전문세션으로 구성됐다. 캐나다 퀀텀밸리(Qauntum Valley) 양자컴퓨팅연구소(IQC)의 노르베르트 뤼트켄하우스(Norbert Lütkenhaus) 소장의 기조강연을 시작으로 국내외 유수 연구자들이 최신 연구성과를 공유할 예정이다. 전문 학술 세션 외에 올해는 주제별 융합 세션-퀀텀 플러스(Quantum plus+)도 새롧게 구성했다. 이 세션에서는 ▲바이오, 인공지능․금융, 재료과학, 국방․안보 기술과 양자의 융합, ▲미국, 영국, 덴마크 등 주요국의 국가 양자 전략, ▲글로벌 양자리더 양성, ▲중소기업의 양자 소재․부품․장비 산업 도전 등 8개 주제 분야로 구성했다. 전시회도 준비했다. 국내 출연(연), 주요 대학, ㈜KT, SK텔레콤, ㈜LG유플러스 등 통신 3사, 메가존클라우드, ㈜SDT 등 중견‧중소기업, 프랑스 파스칼(PASQAL), 미국 아이비엠(IBM)·아이온큐(IonQ), 큐에라(QuEra), 스위스 취리히 인스트루먼츠(Zurich Instruments), 이스라엘 퀀텀 머신(Quantum Machines) 등 11개국 62개 기업·기관이 참가한다. 제품 전시외에 기술설명회와 상호 교류를 위한 네트워킹 나이트를 마련한다. 이외에 부대행사로 △26일 한-덴마크/한-영 양자과학기술포럼 및 글로벌 네트워킹 리셉션, △27일 과기정통부, 방사청, 육‧해‧공군과 관련 전문가가 참여하는 '민-관-군 양자정보협의회 출범식' 등을 개최한다.

2024.06.17 12:01박희범

상온 양자컴퓨터 구현할 핵심기술 세계 첫 '개발-제어' 성공

상온에서 작동하는 양자컴퓨터 시대가 조만간 열릴 전망이다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 국제 공동 연구로 세계 처음 2차원 상온에서 스커미온을 생성하고 제어하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 3차원 대비 소모 전력은 낮추고 양자 효과는 극대화할 수 있어 상온 양자컴퓨터나 AI 반도체 개발의 핵심 기반 기술로 활용 가능할 전망이다. 스커미온(Skyrmion)은 소용돌이 모양으로 배열된 스핀(Spin) 구조체다. 이론상 수 나노미터까지 줄일 수 있어 매우 적은 전력으로도 이동할 수 있다. 이때문에 현실에서 스커미온을 자유자재로 만들고 조작할 수 있다면 초저전력·초고성능의 차세대 소자를 개발할 수 있기 때문에 관련 연구가 활발하다. 연구팀은 상온의 2차원 자석 표면에 매우 미세한 전압과 자기장을 공급해 스커미온을 구현한 후, 생성된 스커미온에 전류를 가해 원하는 방향으로 제어를 시도했다. 실험 결과, 기존 3차원에 비해 스커미온 제어에 소비되는 전력이 1천분의 1정도인 것을 확인했다. 크기도 10배 이상 작아져 안정성·속도 측면에서 유리하다. 2차원 스커미온의 상온 발현 기술은 최근 미국과 중국에서도 발표됐지만, 발현과 전기적 제어를 모두 성공한 사례는 이번이 세계 처음이다. 양자기센싱그룹 양승모 선임연구원은 "지난 해 2월 3차원 스커미온 트랜지스터를 개발한 지 약 1년 만에 2차원 환경에서도 생성·제어하는 데 성공했다"며 "차세대 스핀트로닉스(Spintronics) 소자 개발에 한 발 더 다가서게 됐다"고 말했다. 양 선임 연구원은 "이번 기술은 상온에서 스커미온의 양자 현상을 극대화해 상온 큐비트 제작에 활용할 수 있다"며 "초저온 환경에서만 구동하던 기존 양자컴퓨터의 한계를 넘은 '상온 양자컴퓨터' 개발의 문을 연 것"이라고 의미를 부여했다.연구팀이 상용화를 위해선 풀어야할 고비가 4단계 정도 남았다. 현재 스커미온이 100㎚ 크기인데, 이를 10㎚까지 줄이는 연구를 진행 중이다. 또 이를 보는 관측기술도 추가 개발해야 한다. 양 선임 연구원은 또 "AI의 발전과 함께 전력 수요가 폭증하면서 초저전력 반도체 소자의 필요성이 커지는 추세”라며 “이번에 개발한 스커미온 제어 기술을 응용하면 차세대 AI 반도체 소자도 설계할 수 있을 것”이라고 기대감을 나타냈다. 과학기술정보통신부 나노및소재기술개발사업의 지원을 받은 이 연구는 KRISS 양자기술연구소 양자자기센싱그룹과 KAIST 김갑진 교수 연구팀, 성균관대학교 이창구 교수 연구팀, 미국 로렌스 버클리 국립 연구소(LBNL) 임미영 박사가 공동으로 참여했다. 연구결과는 지난 달 국제 학술지 술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials, IF: 29.4)에 게재됐다.

2024.06.11 09:27박희범

자율차 카메라 센서 시장 주목…표준연, 반도체 신소재 상용화 수준 개발

단파장 적외선 센서에 쓰이는 고품질 반도체 소재가 상용화 수준으로 개발됐다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 반도체디스플레이측정그룹 이상준 책임연구원 연구팀이 초고감도 단파장 적외선(SWIR) 센서에 쓰이는 고품질 인듐-아세닉-포스파이드(InAsP) 반도체 소재를 개발했다고 30일 밝혔다. 이 소재는 현재 표준연 연구소 기업인 아이알스펙트라(대표 이창석)이 적외선 센서용으로 활용해 시제품을 출시했다. 적외선 센서는 눈에 보이지 않는 영역의 빛을 감지해 전기 신호로 변환해 정보를 제공한다. 특히 파장 길이가 1.4∼3.0μm 사이인 단파장 적외선(SWIR)은 연기, 안개 등을 잘 투과하기에 자율주행 차량 카메라, 스마트 IoT 센서 등에 주로 쓰인다. 연구팀이 이 SWIR 센서 소재를 새롭게 개발했다. 기존에 쓰던 화합물 반도체 소재는 인듐-갈륨-아사나이드(InGaAs) 소재다. 하지만 이 소재는 제작 공정에서 발생하는 격자 불일치와 자체 물성의 한계로 인해 일정 성능 이상을 내기 어렵다. 이에 연구팀은 인듐-포스파이드((InP)로 만든 웨이퍼에 화합물 인듐-아세닉-포스파이드(InAsP)를 광 흡수층으로 성장시켜 인듐-아세닉-포스파이드 소재(InAsP)를 개발했다. 이 소재는 기존 InGaAs 소재보다 상온에서 신호 대비 잡음이 낮아 신뢰도가 높다. 성능 저하 없이 광검출 가능한 대역도 1.7 μm에서 2.8 μm까지 넓어졌다. 이상준 책임연구원은 "기술의 핵심은 격자 불일치(원소 격자 구조가 달라 생기는 오류)를 완화하는 메타모픽(격자이완층)을 제작해 도입한 것"이라며 "격자 변형을 크게 완화해 높은 품질은 유지하면서도 전자와 전자 간 틈인 밴드갭을 유연하게 조절할 수 있다"고 설명했다. 이 책임연구원은 "이번에 새로 개발한 소재는 원치 않는 전류인 암전류를 줄여 상온에서 작동할 수 있다"고 덧붙였다. 이 책임연구원은 또 "화합물 반도체 소재는 국가 전략물자로 분류돼 있어 수입이 쉽지 않다"며 "전투기용 레이더나 의약품 결함 검사, 폐플라스틱 재활용 공정 등 미래산업 분야에 폭넓게 활용될 것"으로 기대했다. 연구성과는 과학기술정보통신부 차세대화합물반도체 핵심기술개발 사업의 지원을 받았다. 국제 학술지 어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈(2월)에 게재됐다.

2024.05.30 16:24박희범

표준연 "미세진동 45배 증폭시켜 전기 생산"

버려지는 미세진동을 모아 전기로 증폭하는 메타물질이 개발됐다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)은 미세 진동을 좁은 영역에 가두고 증폭해 전기에너지로 변환하는 '에너지 하베스팅'의 핵심인 메타물질을 개발했다고 27일 밝혔다. 에너지 하베스팅은 버려지는 에너지를 다시 '수확(harvest)'해 전기로 만드는 친환경 기술이다. 특히 언제 어디서나 존재하는 '진동'은 에너지 하베스팅의 좋은 재료다. 진동 에너지 하베스팅은 기상 조건과 지형에 크게 영향받지 않고 전력을 일정하게 생산할 수 있어 차세대 전력 공급 기술로 주목받는다. 언제 어디서나 존재하는 진동을 에너지원으로 이용하면 환경적 제약에서 벗어나 안정적인 전력 생산이 가능하다. 24시간 내내 일정한 전력이 공급되어야 하는 IoT 센서와 혈압·혈당을 실시간 측정하는 웨어러블 의료기기의 미래 전력원으로 진동 에너지 하베스팅이 주목받는 이유이다. 문제는 진동 에너지 하베스팅의 생산 전력량이 낮고 생산 비용은 높아 실용성이 떨어진다는 점이다. 생산 전력량은 수확하는 진동의 크기와 비례하지만, 일상에서 발생하는 진동은 대부분 미세하다. 이를 해결하기 위해서는 상대적으로 큰 진동이 발생하는 위치를 일일이 찾아 압전소자 등의 변환 장치를 최대한 많이 설치해야 한다. KRISS가 개발한 메타물질은 물질 내부로 들어온 미세한 진동을 가두고 축적하여 45배 이상 증폭한다. 이를 통해 적은 양의 압전소자를 사용하더라도 큰 전력을 생산할 수 있다. 연구진은 메타물질을 적용한 진동 에너지 하베스팅으로 기존 기술보다 네 배 이상 큰 단위 면적당 전력을 생산하는 데 성공했다. 특히 이번에 개발한 메타물질은 성인 손바닥 면적 정도로 작고 얇은 평면 구조로 제작되어 진동이 발생하는 곳이 어디든 쉽게 부착할 수 있다. 부착하는 대상의 구조에 맞게 변형도 가능해 고층 빌딩·교량의 손상을 점검하는 진단 센서부터 건강 상태를 모니터링하는 소형 바이오 센서까지 적용 분야가 다양하다. KRISS 음향진동초음파측정그룹 이형진 선임연구원은 “이번 연구는 진동을 일시적으로 가두는 표면형 메타물질을 이용해 진동을 축적하고 증폭하는 데 성공한 세계 최초의 사례”라고 말했다. 비파괴측정그룹 승홍민 선임연구원은 “메타물질은 일반 센서로 측정이 어려운 초미세 진동을 크게 증폭함으로써 차세대 고정밀·고민감도 센서 개발에도 활용될 수 있을 것”이라고 기대감을 밝혔다. 성균관대 신소재공학부 김미소 교수팀과 협업한 이번 연구성과는 과학기술정보통신부 데이터과학기반 차세대 비파괴검사기술개발 및 중견연구자지원사업, 환경부 상하수도 혁신기술 개발사업, KRISS 기본사업의 지원을 받았다. 국제 학술지 메카니컬 시스템즈 앤 시그날 프로세싱(Mechanical systems and Signal Processing(IF: 8.4))에 지난 2월 게재됐다.

2024.03.27 16:13박희범

이호성 KRISS 원장 "양자·반도체에 미래걸고 한판"

"우리는 양자와 반도체에 대한민국과 기관의 미래를 걸었다." 이호성 한국표준과학연구원(KRISS) 원장이 취임 100일을 맞아 다잡은 각오다. 이 원장은 19일과 20일 각각 대전 및 서울에서 기자간담회를 개최했다. 간담회에서 이 원장은 "양자기술 분야에서 세계 5대 강국으로 도약하기 위한 연구역량을 제고하는데 역량을 집중하고 있다"며 "양자 기술이 무섭게 변화하는 세상의 게임 체인저가 될 것"으로 내다봤다. 조직, 국가전략기술 중심으로 대대적 개편 표준연은 최근 양자기술연구소를 확대, 개편했다. 연구소 산하에 ▲양자자기센싱그룹 ▲양자공학 그룹 ▲양자소자그룹 ▲양자전기자기측정그룹 ▲양자질량측정그룹 ▲원자양자센싱그룹 등 총 6개 그룹 인력을 30명에서 60명으로 2배로 늘렸다. 조직도를 들여다보면 양자관련 조직만 10개다. 양자에 '사활'을 걸고 있다는 증표다. 과학기술정보통신부가 지정한 양자국가기술전략센터와 초전도양자컴퓨팅시스템연구단은 기관장 직속으로 꾸렸다. 양자 국가기술전략센터는 우리나라 양자과학기술 관련 최상위 정책 및 전략을 수립한다. 국가 싱크탱크 역할이다. 또 심의∙자문 기구도 운영한다. 부원장이 챙기는 TF성격의 국가전략기술추진단에는 우주, 수소, 바이오, 반도체, 차세대 통신과 함께 양자도 함께 다룬다. "우리는 과기정통부가 추진하는 글로벌 톱 사업 주관 과제로 양자와 반도체를 선택했습니다. 지난해 한미일 3국 정상이 양자컴퓨팅 등 첨단기술 공동연구 협력을 합의한 이후 우리와 미국표준기술연구소(NIST), 일본산업기술종합연구소(AIST) 간 양자기술과 관련한 협력을 구체화하는 방안을 논의 중입니다." 오는 2026년 50큐비트급 초전도 양자컴 구축 표준연은 현재 NIST, AIST, 영국 NPL, 독일 PTB 등 글로벌 선진 표준연구기관, 그리고 미국 일리노이 대학, UC버클리, 스위스 취리히 인스투르먼츠 등과 양자기술 등 국가전략기술 중심 으로 전략적 협력 연구를 확대할 계획이다. 양자 R&D와 관련해서 표준연은 우선 양자 분야 초격차 기술 확보를 위해 멀티 플랫폼 분산형 양자시스템 핵심기술 개발에 도전장을 내놨다. 지난 1월엔 국방양자컴퓨팅&센싱 기술 특화연구센터를 유치했다. 2029년까지 총 244억 원이 투입된다. 이 특화연구센터에서는 양자컴퓨팅 분야에서 올해 20큐비트급 초전도 양자컴퓨팅시스템을 구축하고 클라우드 서비스에 들어간다. 오는 2026년 50큐비트급 초전도 양자컴퓨팅시스템 구축이 목표다. 양자네트워킹 분야에서는 실환경 양자 채널을 통한 양자 사이버보안 프로토콜 구현과 양자얽힘 기반 차세대 양자테크워크를 위한 핵심 소자 개발이 목표다. 또 양자센싱 분야에서는 고전 센서의 한계를 극복한 4대 플랫폼 양자 센싱기술(중력·관성, 시간주파수, 전기장·자기장, 광학)을 개발한다. 이 원장은 "이 세 가지 기술 가운데 양자센싱이 가장 먼저 성과를 보일 것으로 보고 있다"고 말했다. 반도체∙디스플레이 분야 초격차 기술 확보에도 총력을 기울인다. 세계 최고 수준 반도체 측정 센서∙진단 원천기술 개발을 목표로 관련 부품의 성능 평가 기술 개발과 표준화를 추진 중이다. 또 반도체∙디스플레이 공정 관리 파라미터(플라즈마 밀도 및 온도, 오염입자 발생수준, 기판온도 등) 측정과 인공지능·빅데이터를 활용한 반도체 장비 최적화 기술을 개발한다. 특히, 미래 모빌리티, 에너지, 우주국방 분야 핵심기술인 미래 극한 전략 반도체의 신뢰성 검증 기술과 표준절차 마련을 통한 국가 산업 경쟁력 제고에도 공을 들이고 있다. 반도체∙디스플렝 첨단 소자 제조 공정용 소재∙부품∙장비 등의 기초 성능 및 양산 적용성 평가 플랫폼도 구축한다. 이를 통해 산업 협력 생태계를 조성하고, 글로벌 밸류체인 공조 지원에도 나설 계획이다. 이외에 R&D를 중점 수행할 전략기술연구소 신설도 눈에 띈다. 여기서는 ▲반도체디스플레이측정그룹 ▲우주극한측정그룹 ▲수소에너지그룹 ▲미래선도연구장비그룹 ▲전자파측정그룹 ▲KPS국가시간그룹이 새로 만들어져 국가 핵심 R&D를 수행한다. "내년 11월 미터협약 150주년과 KRISS 창립 50주년을 동시 기념하기 위해 인천송도컨벤시아에 30개국 300여 측정표준 전문가들이 모입니다. 대한민국 표준의 국제적 위상을 높이고 리더십을 강화할 계획입니다."

2024.03.20 14:47박희범

"퍼스트 무버 가려면 복잡한 규정 없애야"

"국가 R&D체계를 '퍼스트 무버'(First Mover·시장 선도자) 전략으로 전환해야 한다는 얘기를 한지 10년도 더 됐습니다. 지금도 못 가고 있습니다." 이석래 전 국립중앙과학관장은 지난 28일 한국표준과학연구원(원장 이호성)이 마련한 '2024 KRISS 리더십 특강'에서 '세상을 바꾸는 기술 패스트 팔로어에서 퍼스트 무버로'를 주제로 초청 강연을 했다. 이날 강연에서 이 관장은 과학기술계가 10년 넘게 주창하고 있지만 여전히 '퍼스트 무버'로 못 가고 있는 이유를 조목조목 꼬집었다. 과학기술 분야 공무원으로 27년 동안 재직한 이 관장은 이날 연구비와 성과평가, 전략기술, 예타, 기술료, 출연금 등 각 분야별로 PPT만 400페이지가 넘는 정책 자료를 들고 나와 참석자들을 놀라게 했다. “퍼스트 무버는 사실 학문적으로 없는 단어입니다. 선진국은 처음부터 퍼스트 무버처럼 일을 합니다. R&D 자체가 그리 정착돼 왔습니다.” 이 전 관장은 “우리가 퍼스트 무버로 가기 위해서는 연구비 기본 규정 이외 규정은 모두 철폐해야 한다”며 “연구개발 분류 체계도 너무 복잡하다”고 지적하기도 했다. 그러면서 퍼스트 무버의 대표적인 사례로 아테네의 해군 육성 전략을 꼽았다. 사고 대전환 그리스 해상 패권 100년 장악 “고대 아테네 정치가 테미스토클레스가 페르시아 위협에 대비해 주변의 온갖 반대를 설득하며 신형군선 200척을 건조했어요. 이 때문에 그리스는 해상 패권을 100여 년이나 장악했습니다. 육지에서 주로 싸우던 당시로는 엄청난 사고 대전환이었습니다.” 현대 과학기술의 특징에 대해선 복잡성, 대형화, 불확실성, 신속성, 영향력, 융합성, 일등성 등으로 규정했다. 이 특징을 분석하면 대응 전략이 도출된다. 이 전 관장은 퍼스트 무버가 가는 길의 역량과 방향에 대해 ▲문제정의 ▲창의 ▲중·장기 ▲실증·제도 창조 ▲바텀-업 결과 선택 ▲미래사회 예측 ▲누적된 연구결과 등 7가지로 압축, 정리했다. 이 가운데 문제 정의가 가장 중요하기에, 여기에 시간과 비용을 더 투자해 달라고 주문했다. 10여 년 전부터 논의해온 출연연의 임무 중심형 프로젝트로의 전환도 강조했다. 또 기술 결과물 확산을 지향하고, 정부내 중앙집중식 제어를 지양해야 한다는 조언도 꺼내 들었다. 이 관장은 또 과학기술 행정과 정책에서 가장 큰 문제로 감사와 언론, 국회의 지나친 개입도 경계했다. 자칫 이들 세 집단이 정책에 적극 개입하면 대응 지침이 만들어지고, 법제화로 이어져 되레 과학기술 발전을 후퇴시킬 수 있다는 것이다. 이 전 관장은 혁신이 안되는 이유에 대해 ▲아직 견딜 만 하거나 ▲고정관념이나 편견 ▲남의 눈치 △나도 안다는 착각과 실천 부재 ▲마찰 회피와 단념 포기 등이라고 지적했다. 이 전 관장은 서울대를 나온 행정고시(40회) 출신이다. 1998년 과학기술부에 발을 들여 놓은 이래 정책조정, 기획재정, 융합기획 등 다양한 분야에서 업무를 수행해 왔다. 최근엔 과학기술정보통신부 공무원이 선정한 '가장 닮고 싶은 선배'에 뽑히기도 했다

2024.02.29 10:01박희범

기계연, 대용량 초저온 냉각기술 첫 개발

■ 영하 100℃에서 10㎾ 냉각성능 시험 성공 ○…한국기계연구원(원장 류석현) 고준석 에너지저장연구실장 연구팀은 제로 GWP(지구온난화지수) 냉매를 이용한 터보-브레이튼 냉각시스템을 개발하고, 영하 100℃에서 10㎾ 이상의 냉각용량을 확인하는 운전시험에 성공했다고 20일 밝혔다. 터보-브레이튼 냉각시스템으로 대용량 초저온 냉각기술을 실운전한 사례는 이번이 국내에선 처음이다. 터보-브레이튼 냉각기술은 분당 수만~수십만 회 고속 회전하는 터보기계를 이용하는 냉각시스템이다. 초전도 케이블 냉각, 극저온 유체 과냉각, LNG 재액화 등 제한된 영역에서 주로 사용된다. ■ KRISS, 나노물질 독성 평가 배양법 첫 개발 ○…한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 나노물질이 인체에 미치는 독성을 정확하게 평가할 수 있는 오가노이드 배양법을 처음 개발했다. 오가노이드는 인체 줄기세포를 시험관에서 키워 만드는 장기 유사체다. 연구를 책임진 백아름 선임 연구원은 “ 기존 배양법의 한계를 극복한 성과”라며 “나노물질 및 나노의약품 안전성 평가 실용화를 앞당길 것”으로 기대했다. ■ KIOST, 화장품 제조 미세조류 저비용으로 배양 ○…한국해양과학기술원(KIOST)은 천연 아스타잔틴(Astaxanthin)이 풍부한 미세조류인 헤마토코쿠스(Haematococcus)를 기존보다 낮은 비용으로 배양하는 기술을 개발했다. 헤마토코쿠스는 항산화물질인 아스타잔틴을 축적하는 특징을 가진 미세조류다. 축적된 아스타잔틴은 화장품, 의약품, 식품 등 다양한 산업에서 고부가가치 소재로 사용된다. 연구 개발은 KIOST 제주연구소 유용균 UST 학생연구원이 속한 연구팀이 주도했다. ■ 해외우수연구기관 협력허브 구축 사업 접수 ○…과학기술정보통신부는 해외우수연구기관 협력허브 구축을 위한 사업 공고를 내고, 20일부터 오는 4월 9일까지 50일간 지원자를 접수한다. 올해 선정 대상은 총 10개 과제다. 지원액은 112억 원이다. 접수처는 범부처 통합 연구지원시스템(https://www.iris.go.kr)을 이용하면 된다. ■ GIST, 'AI 및 챗GPT 교육 챌린지'개최 ○…광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)이 AI 활용 교육의 저변 확대 및 실무역량 강화를 위해 'AI 및 챗GPT 교육 챌린지'를 개최한다. 챌린지 일정은 ▲ GIST 교직원 대상 23일 오후 3~5시, 디지털역량연구소 김철수 소장(오룡관 303호) ▲ 직원 및 일반인 대상 26일 오후 2~4시, 고려대학교 송인규 교수(오룡관 101호) ▲ 학생 및 연구원 대상 3월 7일 오후 4~5시 30분, 동국대학교 송은정 교수(대학C동 104호) 등의 강연이 예정돼 있다. 오는 26일 강연은 사전 신청 없이 참석 가능하다.

2024.02.20 14:45박희범

표준연, 국방 양자 원천기술 개발 나서

표준연이 양자 기반 국방 암호통신체계와 초정밀 탐사를 위한 양자 레이더 개발에 나선다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)은 23일 대전 본원에서 미래 국방 양자 원천기술 확보를 위한 '국방 양자 컴퓨팅 & 센싱 기술 특화연구센터' 개소식을 열었다. 고전적 기술 한계를 뛰어넘는 양자 기술을 기반으로 미래 국방 양자 원천기술을 연구개발하고 전문인력을 양성한다는 목표다. KRISS가 주관하고 방위사업청과 국방기술진흥연구소가 주최한 이번 행사엔 국방부와 육·해·공군, 국방과학연구소, 국방기술품질원 등 국방 관련 기관과 대전광역시, 9개 연구 참여 대학에서 50여 명이 참석했다. KRISS는 센터 유치기관이자 주관연구기관으로서 2029년까지 총 244억 원을 투입하는 국방 양자 분야 대단위 기초연구 사업을 주도한다. 센터 산하 4개 연구실에서 각각 국방 양자컴퓨팅 기술, 원격관측 한계돌파 양자 수신기, 위치·항법·시간 정보를 제공하는 초정밀 양자 PNT 기술, 유도·탐지용 소형 복합 양자센서 개발을 맡는다. 국방 양자컴퓨팅 기술 개발은 경희대가, 나머지 세 분야는 KRISS가 주관한다. 국내 고유의 국방 암호통신체계를 구축할 원천기술을 마련하고, 양자컴퓨팅을 통한 국방 분야 타당성 분석과 양자 레이더·통신을 통한 탐지 능력과 보안성 향상도 가능해질 전망이다. 이호성 KRISS 원장은 "미래 전장의 성패를 가를 국방 양자 원천기술 확보에 최선을 다하겠다"라며 "9개 참여기관과의 양자과학기술 융합연구를 통해 국방력 강화에 기여할 것"이라고 밝혔다. 최재혁 국방양자특화연구센터장은 "양자컴퓨팅·센싱 분야에서 고전적 국방 기술을 앞지를 '국방 양자 우위성'을 확보하는 것이 궁극적 목표"라고 밝혔다.

2024.01.23 15:06한세희

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