韓 2035년 퀀텀칩 제조국 1위 도전…양자기업 2000개 키운다

과기정통부, 첫 양자 분야 종합계획 확정…2028년까지 양자컴 국산화

양자기업 2000개·인재 1만 육성…5대 양자클러스터도 조성

삼성·LG·SK 등 주요 기업 참여 ‘양자기술 협의체’…양자 난제 해결

아이온큐 글로벌 양자인프라 국내 도입…3년간 1500만 달러 투자

[고양=뉴시스] 정병혁 기자 = 25일 경기 고양시 킨텍스에서 열린 2024 퀀텀코리아에 한국표준과학연구원의 초전도 기반 50큐비트 양자컴퓨터 모형이 전시되어 있다. 2024.06.25. [email protected]

[서울=뉴시스] 심지혜 기자 = 정부가 차세대 인공지능(AI) 시대를 선도하기 위한 양자기술 산업 육성 종합계획을 확정했다. 이번 계획은 단순 연구개발(R&D)을 넘어 2035년까지 세계 1위 퀀텀칩 제조국 달성, 양자인력 1만명 양성, 양자기업 2000개 육성을 목표로 한 산업화 중심 로드맵이 핵심이다. 2028년까지 국산 풀스택 양자컴퓨터를 개발하고, 지역 기반 양자 클러스터를 5개 이내로 지정해 양자전환(QX)을 추진한다.

과학기술정보통신부는 양자 분야 마스터플랜인 '제1차 양자과학기술 및 양자산업 육성 종합계획'과 '제1차 양자클러스터 기본계획'을 29일 발표했다.

[서울=뉴시스] 과학기술정보통신부가 양자 분야 마스터플랜인 '제1차 양자과학기술 및 양자산업 육성 종합계획'과 '제1차 양자클러스터 기본계획'을 확정했다. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

양자기술은 계산·통신·센싱 전반에서 기존 기술 한계를 돌파하는 파괴적 혁신기술로, 경제·안보·산업 전반의 판도를 바꿀 핵심 기술로 평가된다. 미국·EU·중국·일본 등 주요국은 양자를 국가 전략기술로 지정하고 대규모 투자, 기술동맹, 수출통제 등을 통해 기술 패권 경쟁을 본격화하고 있다. 한국은 2019년 이후 투자를 확대해 왔지만 누적 투자 규모, 산업화 성과, 인력 풀에서 여전히 격차가 존재해 연구 중심 정책에서 산업·시장 중심 전략으로의 전환이 요구돼 왔다.

배경훈 부총리 겸 과기정통부 장관은 “양자기술은 AI 시대 이후의 국가 경쟁력을 결정지을 파괴적 혁신기술”이라며, “이번 종합계획과 클러스터 기본계획을 통해 대한민국이 글로벌 양자 기술과 산업의 중심지로 도약할 수 있도록 산·학·연·관 등 국가의 모든 역량을 집중하겠다”고 말했다.

[서울=뉴시스] 과학기술정보통신부가 양자 분야 마스터플랜인 '제1차 양자과학기술 및 양자산업 육성 종합계획'과 '제1차 양자클러스터 기본계획'을 확정했다. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

양자컴퓨터 국산화 추진…차세대 AI 시대 대비

우선 정부는 국산 풀스택 양자컴퓨터 개발을 통해 양자컴퓨팅 핵심 기술을 내재화할 계획이다. 양자처리장치(QPU)를 비롯해 극저온 냉각기, 제어·측정 장비, 초전도 소자, 양자IC, 레이저 등 핵심 소부장을 포함한 양자컴퓨터 제조 전주기 기술 확보가 목표다.

기업 주도의 기술 개발을 통해 풀스택 양자컴퓨터 구현을 추진하고, 양자팹·파운드리 기반과 소부장 성능시험 인프라를 확충해 양자컴퓨터 제조 기반을 구축한다. 이를 통해 2035년까지 세계 1위 퀀텀칩 제조국으로 도약한다는 포부다.

이 과정에서 2028년까지 완전 국산 양자컴퓨터를 구현하고, 이후 성능 고도화와 활용 확산을 단계적으로 추진한다.

양자컴퓨터 활용 확대를 위해 국가 양자컴퓨팅 허브와 국가 양자 알고리즘 센터를 구축한다. 바이오·화학·소재·정보보안 등 데이터 확보가 어려운 분야를 중심으로 양자 시뮬레이션 기반 데이터 생성·제공을 추진한다.

자동차·제약·금융 등 분야에서는 기존 기술로 해결이 어려웠던 산업 난제를 양자와 인공지능(AI)을 결합해 해결하는 산업활용 사례(Use-case) 경진대회를 개최해 활용 모델을 발굴하고, 국내 주력산업의 경쟁력 강화를 추진한다.

또한 양자컴퓨터(QC)·슈퍼컴퓨터(HPC)·인공지능(AI)을 결합한 하이브리드 컴퓨팅 인프라를 구축해 연구자가 자유롭게 활용할 수 있는 환경을 조성할 방침이다.

이를 통해 2030년까지 퀀텀-AI 기반 산업 활용사례를 100개 이상 발굴한다는 계획이다.

통신·센서 상용화 추진…국가 핵심 인프라 보안·정밀 감지 강화

정부는 양자통신과 양자센서의 경우 국가 안보와 산업 경쟁력과 직결된 기술로 설정하고, 공공 수요 기반 실증을 통해 활용을 확대한다.

전국 단위 양자암호통신(QKD) 인프라를 단계적으로 확산해 행정·국방·금융·에너지 등 국가 핵심 인프라를 대상으로 실증을 추진한다. 기존 암호체계와의 연계를 고려해 QKD와 양자내성암호(PQC)를 결합한 하이브리드 보안체계를 적용하고 장비 소형화와 기존 통신망 활용 등을 포함한 비용 절감 기술 개발도 병행한다.

정부는 이를 통해 2028년까지 국가 핵심망 양자암호통신을 실증하고 2030년까지 위성 기반 QKD 기술 개발을 달성한다는 계획이다. 장기적으로는 양자메모리와 양자중계기 등 양자인터넷 핵심 원천기술 확보를 추진한다.

양자센서는 국방과 공공 수요를 중심으로 활용을 확대한다. 무GPS 양자항법시스템, 중력·자기장 센서 등 국방 연계 기술을 대상으로 파일럿 프로젝트를 추진하고, 테스트베드를 통해 성능을 검증한다.

민간 분야에서는 반도체 공정 미세결함 분석과 수율 모니터링, 바이오·의료, 재난·안전 감지 등 활용 가능 분야를 중심으로 연구개발과 실증을 연계한다. 이를 통해 2028년까지 바이오·자기장 센서 활용 확대를 추진하고, 2030년까지 무GPS 항법 체계 개발한다는 계획이다.

1만 양자 인재 확보…기업 2000개 기업 육성

양자산업 확산을 위한 기반 조성 전략으로 전주기 인재 양성과 산업생태계 구축, 국제 협력을 병행 추진한다. 2035년까지 양자인력 1만명 양성, 양자기업 2000개 육성이 목표다.

양자대학원과 특화 학부를 중심으로 석·박사급 핵심 연구 인력을 확보하고, AI 영재학교와 연계한 양자·AI 융합 교육을 확대한다. 산업 현장에서 활용 가능한 양자 전문 인력 양성을 위해 반도체·ICT·SW 등 기존 산업 인력을 대상으로 한 양자 전환 교육도 추진한다.

연구 성과의 사업화를 지원하기 위해 개념검증(PoC), 시제품 제작, 실증 등을 포함한 산업화 지원 체계를 구축하고, 정책 금융과 연계한 투자 지원을 추진한다.

과기정통부는 독자 기술 개발과 병행해 해외 선도기업과의 협력을 통해 우리나라를 글로벌 양자 허브로 육성할 계획이다. 올해 세계적 양자컴퓨터 기업인 아이온큐(IonQ)의 양자컴퓨터를 국내에 도입하고, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 슈퍼컴퓨터와 연동해 세계 최고 수준의 하이브리드 연구 환경을 구축한다.

이와 연계해 과기정통부는 아이온큐와 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결, 협력체계를 마련한다. 아이온큐는 국내에 공동연구센터를 설립해 3년간 연 500만 달러를 투자하기로 했다.

아울러 제조(삼성전자·LG전자), 통신(SK텔레콤·KT), 금융(국민·신한), 방산(한화·LIG) 등 분야별 국가 대표 기업이 참여하는 ‘양자기술 협의체’를 출범해 산업 분야 난제 해결과 양자 분야 초기 시장 창출을 추진한다.

[서울=뉴시스] 과학기술정보통신부가 양자 분야 마스터플랜인 '제1차 양자과학기술 및 양자산업 육성 종합계획'과 '제1차 양자클러스터 기본계획'을 확정했다. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

5대 분야 양자 클러스터 조성…지역 거점 기반 양자전환 본격화

양자기술 산업화를 지역 단위로 확산하기 위해 양자 클러스터를 5개 이내로 지정한다. 이를 통해 산학연과 기업 역량을 집적한 지역 거점을 구축한다. 양자 클러스터는 양자컴퓨팅·양자통신·양자센서·소부장·알고리즘 등 5대 분야를 중심으로 구성된ㄷ. 각 클러스터는 지역 특화 산업과 연계한 구조로 운영된다.

클러스터에는 양자 테스트베드와 실증 인프라, 공동 활용 장비를 구축해 기업과 연구기관이 기술을 검증하고 활용할 수 있도록 지원한다. 기업 수요를 기반으로 한 실증 과제를 중심으로 산학연 협력을 추진한다. 클러스터 간 협력 체계를 구축해 기술·인력·인프라 공동 활용을 추진하고 해외 선도 기관·기업과의 협력을 통해 글로벌 연계를 강화한다.

특히 기업별 맞춤 전략과 인센티브를 바탕으로 해외기업까지 유치, 글로벌 양자 허브로 육성한다는 계획이다. 클러스터 지정은 올해 5월 공모를 거쳐 7월 최종 선정하는 일정으로 진행된다.


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