"한국, 퀀텀3.0 위한 클러스터 시급…핀란드는 10km 내 산·학·연 운집"
양자기술과 산업이 인공지능(AI)과 만나면서 '퀀텀 3.0'으로 진화하고 있다. 기술 개발에서 산업으로 숨가쁘게 넘어가는 중이다. 100년 전 발견한 양자 현상이 기술적·산업적으로 한단계 업그레이드된 것은 지난 2012년이다. '개별 양자 시스템의 제어 및 측정 방법 개발'이 노벨물리학상을 받으며, 제2차 양자혁명(퀀텀 2.0) 시대를 여는 단초를 제공했다. 양자컴퓨터·양자통신·초정밀 계측 기술의 기초가 모두 여기서 비롯됐다. 그로부터 23년이 지난 2025년 현재 양자는 AI와 함께 '퀀텀3.0'으로 혁신의 혁신을 거듭하고 있다. 이에 지디넷코리아는 한국의 양자기술 연구, 기업, 정책의 현재 위치를 들여다보고, 앞으로 나아갈 방향을 모색하는산학연관 간담회를 3회에 걸쳐 마련했다.(편집자주) ◆ 글 싣는 순서 국내외 양자산업 현황 및 진단 국제화와 인재양성 퀀텀3.0시대 나아갈 방향 ◆참석자(가나다순) -김영심 IQM 한국지사장 -김재현 큐노바 부사장 -방승현 오리엔텀 대표(사회2) -배준우 KAIST 전기 및 전자공학부 부교수 -백승욱 한국연구재단 양자기술단장 -유주연 과학기술정보통신부 양자혁신기술개발과 사무관 -윤천주 ETRI 양자기술연구본부장 -정상곤 아이티센 기술연구소장(상무) -최태영 이화여자대학교 물리학과 교수 -박희범 지디넷코리아 과학전문기자(사회 및 정리) - 사회(박희범 과학전문기자): 양자기술이 실험실을 나와 퀀텀 3.0을 향해 진화 중이다. 더 이상 실험실 안에만 나둬서도 안된다. 이제 기업의 주도적 역할과 실천적 협력 모델을 만들어가야 할 때다. 양자의 ▲국내외 동향 ▲경쟁력 ▲생태계 ▲인력 ▲국제협력 ▲수출규제 등에 대해 논의하고자 한다. - 윤천주(ETRI 양자기술연구본부장): 우리나라 양자 기술 수준은 미국 등 선진국과 비교해 차이가 많이 난다고 늘 얘기한다. 그러나 다른 기술과 비교했을 때 부문별로 기술 격차가 '조금' 있을 뿐이다. 많이 뒤쳐진 부분도 있지만, 대등하거나 앞선 부분도 있다. 또 개인마다 보는 시각 차이도 존재한다. 특히, 광집적화칩 기술 같은 경우는 세계적인 수준에 도달해 있다. 투자 측면에서 보면 우리는 이제 시작인 셈이다. 미국이나 중국, 유럽 등은 수십 조 원을 이미 투자했다. 우리가 뒤쳐져 있지만, 바짝 따라가고 있다고 보면 된다. - 배준우(KAIST 전기 및 전자공학부 부교수): 인력 측면에서 보면 고급인력들이 미국 중심으로 모여 있다. 우리는 양자 인재가 현재 600명 정도인데, 이를 수 천 명 수준으로 양성해야 할 것이다. 산업적인 측면에서는 앞으로 더 심혈을 기울여 키워가야 할 것이다. - 방승현(오리엔텀 대표): 과학기술 인력들이 중도에 학업을 포기하고 의과대학 쪽으로 가는 경향이 두드러진다. 서울대와 연고대 합치면 1천 300명 정도, 4대 과학기술원에서는 1천명 정도 의대 쪽으로 흘러 간다는 예측을 내놓고 있다. 과학기술계 입장에서는 심각하게 본다. - 최태영(이화여대 물리학과 교수): 개인의 선택의 문제다. 강제할 수 있는 건 없다. 다만, 직업의 안정성이 중요하다. 산업이 활성화되면, 이를테면 대기업들이 양자를 시작한다면 학생들이 자연스레 자신의 능력을 발휘할 기회가 있다고 볼 것이고, 양자분야 인력난도 어느정도 해결되지 않을까싶다. 사실 의대편중 현상은 항상 있어 왔다. 어제 오늘 얘기는 아니지 않나. 우리나라가 양자 기술에 투자한 것이 2018년부터인데, 양자 산업이 활성화되면 자연히 해결될 문제다. 시간적인 여유를 갖고 접근해야 한다. 이공계 학생들에 대한 대우가 좋으면 어느정도 해결이 될 것이다. - 유주연(과학기술정보통신부 양자혁신기술개발과 사무관): 경제 규모나 인구 수 등 여러 측면에서 따져봤을 때 우리는 아직도 시간이 더 필요한 것 같다는 생각이다. 괜히 나중에 왜 힘빠지는 소리를 했냐고 그런 얘기를 들을 것 같긴한데, 그래서 아직도 '기술'이 너무 필요하다고 본다. 그렇다고, R&D만 할 수는 없다. 산업화에 대응하기 위한 여러 가지 인프라가 됐든 실증이 됐든, 부품도 만들어 봐야한다. 알고리즘 소프트웨어 시장이 열려 있다는 얘기도 들린다. 우리나라는 모든 걸 해봐야하는 어려운 시기다. 빨리빨리 좋지만…"속도감있게, 많은 숙제도 풀어야" 우리는 기다려주지 않고 항상 "빨리 가장 빨리 빨리"를 주문한다. 현재 우리는 굉장히 많은 숙제를 안은 상황에서 굉장히 속도감 있게, 많은 숙제를 해결해야 되는 시기다. - 방승현: 양자법이 지난해 만들어져 시행에 들어갔다. 5년마다 기술 개발 및 산업육성 계획을 짜게 될 것이다. 양자 관련법은 미국과 한국외에는 없다. 인력 수급과 인프라 확충 측면에서 기대가 큰 게 사실이다. 특히, 국내 3개 양자대학원에서 한해 80명 이상 석, 박사가 배출되는 것으로 알고 있다. 인력난을 겪는 산업계에서는 대단히 고무적으로 본다. 다만, 이들 인재들이 양자 산업으로 얼마나 유입될 수 있느냐는 다른 문제인 것 같다. - 사회: 양자기술을 하드웨어 분야에서 클라우드까지 연결, 상용화한 IQM 얘기를 들어보자. - 김영심(IQM 한국지사장): 핀란드 주한 대사관에서 정보통신 분야 상무관으로 2년 반 정도 일한 적 있다. 한국과 핀란드 양자 이노베이션 교류를 지원했다. 핀란드 양자 생태계를 많이 이해하는 계기가 됐다. 핀란드는 인구가 550만 명 정도다. 양자관련 산업체는 지난 2018년 2개로 시작해서, 현재 23개 이상으로, 빠르게 확장 중이다. 산학연 협력 및 정부, 민간 투자가 활성화하며 양자 생태계를 다른 여느 국가 보다도 빠르고 활발하게 만들어가고 있다. 이 안에는 IQM사 역할도 있다. - 사회: 핀란드는 양자컴퓨터 냉동기 강국이기도 하다. IBM도 핀란드 냉동기를 쓴다고 알고 있다. 성공 배경 등에 대해 듣고 싶다. - 김영심: 핀란드가 짧은 시간에 상용 양자컴퓨터를 만든 배경은 블루포스(Bluefors)라는 핀란드 회사에서도 찾아 볼수 있다. 블루포스는 지난 2008년도 알토대학(전 헬싱키기술 대학교) 저온연구소에서 스핀 오프했다. 핀란드, 기초연구-응용연구-상용화 3박자 협력구조 만들어 양자 컴퓨팅, 기초 물리학 연구 등 극저온 환경이 필수적인 분야에서 쓰이는 극저온 냉각 시스템, 특히 희석 냉동기(Dilution Refrigerator))를 전문으로 개발하고 생산하는 핀란드 기업이다. 초전도 큐비트 기반 양자 컴퓨터를 안정적으로 구동하기 위해서는 절대 영도(-273.15°C)에 가까운 극저온 환경을 만들어야 하는데, 블루포스 냉각기가 이 역할을 담당한다. IBM과 구글 양자컴퓨터에도 블루포스 냉각기가 들어간다. 현재 양자 컴퓨터 관련 극저온 냉동기로는 업계 세계 1위다. 연매출 규모는 1억 9000만 유로다. 전 세계 양자 컴퓨터의 약 95%에 냉동기를 납품한다. 한국에만 블루포스 냉동기 24개가 설치됐다. 그외에도 알토대학 등에서는 기초연구를 진행한다. 국영 연구기관인 VTT에서는 응용 연구를 주로 한다. 상용화 시점이 되면 스핀오프 스타트업을 양성하고, 정부기관 투자와 해외 진출을 위한 지원 등의 전체 협력 구조가 선순환한다. 무엇보다 이 모든 주요 양자 기관들이 거리상으로 10km 이내에 있다. 마치 핀란드 양자 밸리를 연상하게 한다. 한국도 양자 밸리 등을 구축할 필요가 있다. - 사회: IQM이 올해 158큐비트 양자컴퓨터를 출시 준비한다고 하던데. - 김영심: 158큐비트를 지금 개발 중이다. 온프레미스로 구축하는 일은 오는 2026년 3분기 정도 될 것으로 예상한다. 이미 계약이 체결된 첫 번째 고객은 핀란드 VTT, 두 번째 고객은 독일 LRZ다. 또한 2027년 VTT로 300큐비트 제품을 납품하기로 계약했다. "핀란드, 양자 냉동기 세계 1위업체 보유 부러워" - 방승현: 전반적으로 핀란드가 소부장 산업을 육성, 지원하고 장치 산업이나 연구개발 산업을 연동시켜 끌고 가는 모습은 우리도 배워야 할 것이다. 양자 컴퓨터의 핵심 기술이라 하는 냉동기를 블루포스라는 그 분야 세계 1위 업체를 핀란드가 보유하고 있는 것도 부럽다. - 사회: 기업과 대학 간 컨소시엄이나 투자, 협력은 어떻게 하나. - 김영심: 핀란드 기업들은 대학 및 연구소에 투자 및 공동연구 과제를 많이 진행한다. 국가가 지원하는 큰 프로젝일 경우 산업계가 20~30% 조인트 펀딩을 하도록 강제하면서 산학이 함께 상용화 기술을 개발 할 수 있도록 독려한다. '비즈니스 핀란드'라는 기관에서 산학협력을 독려하며 자금 및 다양한 프로그램을 지원한다. 양자산업 인스티튜트 Q 처럼 산업별로 자율적인 컨소시엄을 구축해 다양한 협력의 장을 만들어 나가고 있다. - 사회: 국내 양자 동향과 사업 계획, 현안에 대해 듣고 싶다. - 백승욱: 글로벌 공급망과 국제협력 관점에서 봤을 때 한국 양자과학기술 분야는 투자 규모와 성장 속도가 빠르다. 제조 기술 및 인적 분야 잠재력도 높이 평가한다. 아시아권에서의 산업과 비즈니스, 활용기술 핵심 거점으로서의 유럽과 미국 등 세계 각국이 한국의 역할에 주목하고 있다. 양자컴퓨팅 분야 기술 개발은 한국의 산업 역량을 활용할 수 있는 반도체 기반 집적화 기술과 설계 역량을 포함한 디바이스 기술, 그리고 우수한 인적 자원에 기반을 둔 SW 분야 성장을 추진해야 할 것으로 본다. - 정상곤(아이티센 기술연구소장(상무)): 양자컴퓨터를 실제 사용해 보고 싶은데, 국내에서는 아직 접근할 수 있는 인프라가 많이 부족하다고 생각한다. 다양한 응용을 시도해보고, 실패도 겪어봐야 새로운 아이디어가 나오고 활용 방안도 구체화될 것이다. 논문이나 이론만으로는 실질적인 구상을 실현하기 어렵다. 이런 부분을 지원해 줄 수 있는 제도적·산업적 장치가 필요하다. - 방승현: 양자팹은 학교와 산업계에서 주로 만들어 운영한다. 특히 대학에 팹이 많다. 그런데 이 부분에 좀 더 투자가 진행돼야 할 것이다. 이들은 대략 5~20큐비트 수준의 양자컴퓨터를 운용하고 있다. 민간 영역이 적극 나서 150큐비트, 나아가 1천 큐비트를 만드는 것에 대해 진지하게 고민해야 한다. - 백승욱: 현재 국내에 국가적 중요성을 띤 양자팹 인프라가 구축되고 있다. 한국의 양자과학기술과 산업 분야의 초기 생태계 구축과 육성에 있어 역할을 명확히 정의하고 본질적인 기능이 충실히 구현될 수 있도록 추진이 되어야 할 것이다. 팹인프라의 개방성과 전문성에 대한 임무와 역할, 국내 양자 연구개발과 산업에 활력을 불어 넣는 역할을 수행해야 할 것이다. 고도로 전문화된 팹은 글로벌 공급망에서도 핵심적인 역할을 수행해야 할 것이다. - 김재현(큐노바 부사장): 글로벌 컨설팅 업체 리포트를 봐도 현재 모든 양자 업계의 가장 큰 당면 현안이 탤런트 풀이 제한적이라는 점이다. 각국은 양질의 탤런트를 빠른 시간 안에 공급하기 위한 교육 시스템을 만들어 내는 데 매달리고 있다. 우리도 그런 방향으로 좀 더 집중해야 되지 않을까 생각한다. - 방승현: 산업계에서도 그런 부분들을 기대하고 있다. 외국은 대기업들이 투자를 많이 하고 있다. 일정 수준까지 올라가기 위해서는 산업 자본이 들어가야 될 것으로 생각한다. - 사회: 양자가 과학적으로 규명된지 100년됐다. 그간의 성과는 무엇인가. - 배준우: 100년동안 양자기술이 달성한 가장 큰 성과는 현대 정보기술의 두 축에 해당하는 계산과 통신의 한계점을 양자 정보에 의해 달성할 수 있다는 것을 규명한 것이라고 본다. 슈퍼컴퓨터 계산 한계 넘어…이론적 보안 비밀키공유도 가능 계산의 한계가 튜링 머신(계산의 이론적 모델)이 아니라, 양자 원리에 기반한 튜링머신, 즉 양자 컴퓨터가 계산의 한계에 도달하는 최종 목적지이다. 그리고, 계산 역량에 대한 가정으로서 보안성을 확보하는 현대 암호의 계산 보안성을 넘어, 양자 원리는 계산에 대한 가정 없이 정보이론적 보안성을 달성하는 비밀키공유를 가능하게 한다. 양자키분배에 해당한다. 통신과 컴퓨팅에서 우리가 현재 경험하는 기술이 그 한계가 아니라, 이를 넘어선 양자 기술이 그 한계에 해당한다는 것이 양자 기술의 중요한 성과이다. 이것이 앞으로 우리가 나아갈 지향점이라고 생각한다. - 최태영: 양자 100년 성과로 반도체와 레이저를 꼽고 싶다. 통신을 보면 전부 다 파이버 광학 레이저로 하고 있다. 컴퓨터 없이 우리가 못 살듯 이 두 개 없이도 못사는데, 이것이 모두 양자 기술에 기반을 둔 것이다. 당시에는 그냥 기초 기술 개발이었지만 이게 산업계로 테이크아웃하면서 현재는 없다는 것 자체를 상상할 수 없을 정도로 쓰이고 있다. 반도체나 고전 컴퓨팅과 현재의 양자 기술의 유사점은 둘 다 양자 혜택에 기반을 두고 있다는 것이다. 산업화 이전에는 두 기술 모두 정부나 공공기관의 연구비 지원, 기초 기술 연구 투자가 있었다는 점, 그리고 두 기술 모두 초창기에는 어떻게 쓰일지 몰랐지만, 하다 보니 이렇게 됐다라는 공통점이 있다. 다만, 학계에서는 양자 컴퓨팅이나 통신, 센싱이 반도체나 레이저만큼의 효과를 가질지에 대해 "장담할 수 없다"는 의견도 있다. 너무 지나친 과장도 안 되지만 그 응용 가능성은 주목할 필요가 있다로 정리하고 싶다. - 윤천주: 1920년대에 양자 역학이 정립 됐고, 1980년 대 들어서 양자 통신과 컴퓨팅 등이 진짜 가능하다는 것을 알게 됐다. 파인만의 양자컴퓨팅 기술, 피트쇼의 양자컴퓨팅 소인수분해 알고리즘, 도이치 조사 알고리즘, 2000년대는 양자 통신 상용화, 최근 중국 양자통신 위성 실증 등을 큰 업적으로 판단한다. 실생활 양자 우월성은 이제 이야기하고 있다. 아직 실생활까지, 아주 유용한 문제까지는 아니지만 그래도 기존의 슈퍼 컴퓨터가 하지 못하던 문제를 풀 수 있다는 점에서 지난 100년의 주요 성과로 꼽고 싶다.
