[단독]“양자 컴퓨터, 배터리 원자재 공급망 같은 난제 해결해줄 것”

구글 양자컴퓨터 개발 총괄한 존 마르티니스 美교수
“이차전지용 화학물질 대체재 등
효율 높은 신소재 발굴 이점 많아”
“한국 양자분야 전문인력 키우려면… 학계-산업계 서로 오갈수 있게 해야”

26일 서울 중구 동대문디자인플라자(DDP)에서 존 마르티니스 샌타바버라 캘리포니아대 교수가 양자컴퓨터의 미래에 대해 이야기하고 있다. 안철민 기자 acm08@donga.com

“양자의 시대는 반드시 옵니다. 양자컴퓨터가 상용화된다면 이차전지 원자재 공급망 이슈 같은 난제를 해결해줄 수 있을 것입니다.”

구글의 양자컴퓨터 ‘시커모어’ 개발을 총괄한 존 마르티니스 샌타바버라 캘리포니아대(UC샌타바버라) 교수는 26일 서울 중구 동대문디자인플라자(DDP)에서 진행한 본보와의 인터뷰에서 양자컴퓨터의 미래를 이같이 진단했다.

양자컴퓨터는 물질을 구성하는 가장 작은 단위인 양자로 구현돼 연산 속도가 빠르다. 양자의 특성을 가지는 ‘큐비트’ 단위를 사용하기 때문에 계산을 빠르게 하는 것 외에도 양자 단위에서 일어나는 여러 화학 반응을 예측하고 시뮬레이션할 수 있다는 강점이 있다. 마르티니스 교수는 “이차전지에 사용되는 여러 화학물질의 대체재를 찾을 수 있고 더 효율이 높은 신소재를 발굴하는 데 이점이 있어 경제적 가치가 매우 큰 응용 분야”라고 했다.

상대적으로 양자 연구 분야에서 후발주자인 우리나라가 양자컴퓨터 시장을 선점할 수 있는 전략에 대해 마르티니스 교수는 “대학과 기업 간의 자유로운 이동이 가능한 유연한 정책”이라고 답했다. 마르티니스 교수 본인도 UC샌타바버라 교수로 재직하면서 2014년부터 2020년까지 구글에서 양자컴퓨터 개발팀을 이끌었다.

그는 “대학은 연구에 집중할 수 있는 환경을 제공하지만 (실험실 수준의) 작은 칩 정도를 개발하는 데 만족해야 했다”며 “구글에 갈 수 없었다면 산업 규모의 양자컴퓨터를 개발하는 성과는 내지 못했을 것”이라고 했다.

마르티니스 교수는 학교에서 했던 연구를 바탕으로 2019년 구글에서 53큐비트(양자의 기본 연산 단위) 규모의 양자컴퓨터 시커모어를 개발해 세계에서 처음으로 ‘양자우월성’을 달성하는 쾌거를 이뤘다. 양자우월성은 양자컴퓨터가 고전 컴퓨터의 성능을 뛰어넘는 것을 의미한다. 마르티니스 교수는 “대학과 기업이 가지고 있는 장점이 다른 만큼 전문 인력이 학계와 산업계를 오갈 수 있게 해야 한다”고 강조했다.

최근 국내에서는 양자뿐만 아니라 인공지능(AI) 등 주요 과학기술 분야에서 전문 인력이 부족한 상황이다. 대다수의 인력이 산업계로 진출하면서 학계에 ‘구멍’이 나는 상황이 발생한다는 지적이 있어 왔다. 마르티니스 교수는 이런 현상이 “인재 양성의 측면에서 심각한 문제가 될 수 있다”며 “많은 돈을 들여 모든 나라가 양자 기술에 투자해야 하는 이유도 인력을 키워낼 필요가 있기 때문”이라고 했다. 지난해 기준 국내 양자 분야 전문 인력은 384명이다. 과학기술정보통신부는 27일 열린 ‘대한민국 양자과학기술 전략보고회’에서 2035년까지 전문 인력을 2500명 규모로 키우겠다는 계획을 발표했다.

마르티니스 교수는 앞으로 산업적인 과제에서 가장 먼저 ‘양자우월성’을 입증하는 기업이 양자 산업을 선점하게 될 것이라고 전망했다. 가령 항공사가 10%의 고객을 더 태울 수 있는 최적화 방식과 같은 과제를 푸는 것이다. 마르티니스 교수는 다시 한번 양자우월성에 도전하기 위해 지난해 구글에서 양자컴퓨터 연구를 함께했던 앨런 호 박사와 자신의 연구실에서 박사후연구원을 했던 로버트 맥더모트 미국 매디슨 위스콘신대 교수와 함께 기업 ‘콜랩’을 창업했다.

그는 “오류율을 현저히 줄인 질 좋은 양자컴퓨터를 개발하는 것이 앞으로의 관건”이라며 “뛰어난 반도체 공정 기술을 갖춘 한국이 앞으로 양자컴퓨터의 품질을 높이는 데 국제적인 기여를 할 것이라 기대한다”고 했다.

최지원 기자 jwchoi@donga.com