[포럼] 미래 바꿀 양자기술에 다걸기 해야

안도열 서울시립대 교수

양자기술에 대한 각국의 경쟁이 갈수록 치열해지고 있다. 양자기술이 기술과 산업적 판도를 바꾸는 파괴적인 기술이기 때문이다. 아직 산업화까지는 갈길이 멀지만 이 때문에 세계 각국은 다양한 양자기술 정책을 펼치고 있다.

대표적으로 미국은 국립 양자 이니셔티브(National Quantum Initiative, NQI)를 2018년 12월에 수립하고 국가양자조정실을 설치하는 등 종합적인 양자기술 정책을 추진 중이다. NQI는 국제 경쟁에서 선도 역할과 경쟁력 유지를 위해 산업적으로 이용가능한 양자기술개발을 가속화하기 위한 법이다.

국가양자조정실은 양자 연구자와 산업 엔지니어 사이의 인력 부족 해소와 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 분야의 새로운 부문 촉진, 연구·개발·상용화를 조율하고 효율적인 관리 등을 하고 있다.

우리나라도 얼마 전 국회 법사위에서 '양자과학기술 및 양자산업 육성에 관한 법률'(이하 양자법)이 통과되어 국회 본회의 의결을 눈앞에 두고 있다. 미국의 NQI에 이은 세계에서 두 번째로 수립되는 범국가적 양자기술 촉진법이다.

법 적용 대상은 양자통신·센서·컴퓨터뿐만 아니라, 양자기술 연구 및 산업화에 필요한 양자소재·부품·장비 등 양자 지원 기술을 포함하는 종합진흥정책을 담고 있다. 양자를 전공한 연구자 입장에서 매우 고무적이라 할 수 있겠다.

양자기술을 활용한 대표적인 응용 분야는 양자컴퓨터, 양자통신, 양자센서 등이다. 이 중에서 미국의 전략물자화로 수출입 통제 가능성이 큰 양자컴퓨터와 관련 소재·부품·장비는 기사 등을 통해 그 중요성을 누구나 인지하고 있다. 반면, 우리에게 잘 알려져 있지 않지만 양자통신과 양자센서에 대해서도 눈여겨 볼 필요가 있다.

지난해 3월 미국 백악관이 발표한 '양자센서'에 대한 보고서를 살펴볼 필요가 있겠다. 이 보고서는 과학기술정책처(OSTP)에서 기안했다. OSTP는 대통령실에 경제, 국가안보·국내 안보, 건강, 외교, 환경에 대한 조언을 한다. 또한 대통령이 연방 정부의 정책, 계획, 프로그램에 대해 과학·기술적 판단을 내릴 수 있도록 정보도 제공한다. 이러한 기능을 하는 OSTP의 백악관 보고서에는 양자센서에 대해 기술·산업적 측면에서 정부가 나아갈 방향을 담아냈다. 보고서는 양자 센서와 측정 장치가 상업, 정부, 과학 응용 분야에서 정확성과 안정성 및 새로운 기능을 제공해 혁신을 가져올 수 있다고 했다.

예시로 이미 널리 활용되고 있는 GPS 내비게이션을 위한 원자 시계, MRI를 위한 핵 스핀 제어를 들었다. 그리고 가까운 미래에는 양자센서를 통한 산업의 혁신이 가속화될 것이라고 하였다. 이를 위해 산업계, 학계, 미국 각 부처와 기관들 간의 과학과 공학을 초월한 학제간 협력이 필수적으로 요구된다.

우리가 봐야할 또 다른 현황은 유럽연합(EU)의 양자기술 정책이다. EU는 2018년 '제2의 양자혁명'을 위해 EU 산하기구로 '퀀텀 플래그십'(QT Flagship)을 출범시켰다. EU는 이를 통해 양자 기술의 전체적인 잠재력을 열고 개발을 가속화하여 상용 제품을 국내 및 국제 시장에 제공하는 것을 주된 목표로 하고 있다.

퀀텀 플래그십은 4개 주요 연구개발 분야(Pillar)인 통신, 컴퓨팅, 시뮬레이션, 센싱 및 계측으로 구성된다. 주요 연구 내용은 범유럽 차원의 양자 인터넷 기술 개발, 양자 리피터 기술 개발 및 서브시스템의 통합 시연 등 양자통신의 비중이 비교적 크다.

양자기술은 국가 안보와 산업적 파급력에서 그 위력은 어마어마하다. 양자기술 확보는 곧 국가 기술경쟁력을 가늠하는 기준이 될 것이다. 따라서 우리도 세계적인 경쟁에서 우위를 선점하기 위해 철저한 준비와 함께 기술 확보를 위한 투자가 선행되어야 한다.

다행히도 최근 양자컴퓨팅, 양자통신, 양자센싱과 관련한 1조원 규모의 예비타당성 조사가 진행되고 있다고 한다. 선진국에 비해 조금은 늦었지만 미국과 유럽 등의 양자기술 정책 방향을 참고하여 양자컴퓨터, 양자통신, 양자센서에 대해 균형있고 과감한 투자를 기대해 본다.