2027년 목표 1년 만에 깼다…韓 양자컴퓨터 '속도전'

과기정통부, 10일 대전서 '양자과학기술 플래그십 프로젝트 연례회의' 개최

초전도 큐비트 정보 유지시간 100㎲ 돌파…2027년 목표 2배 앞당겨

장거리 양자중계기·상온 심장 진단 센서 공개…3600억 투입 100큐비트 개발 탄력

[서울=뉴시스] 고승민 기자 = 2일 서울 DDP에서 열린 퀀텀 코리아 2026을 찾은 참가자들이 양자 기술 부스를 살펴보고 있다. 2026.07.02. [email protected]

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 국산 양자컴퓨터 개발의 핵심인 초전도 큐비트의 정보 유지시간이 100마이크로초(㎲·1만분의 1초)를 넘어섰다. 정부가 2027년까지 달성하려던 목표치인 50㎲의 두 배 수준을 사업 착수 1년 만에 확보한 것이다.

과학기술정보통신부는 10일 대전 호텔 오노마에서 '양자과학기술 플래그십 프로젝트 연례회의'를 열고 이같은 지난 1년 동안의 연구성과를 공유한다고 밝혔다. 이날 행사에는 양자컴퓨팅·양자통신·양자센싱 등 3개 분야 26개 과제 연구진과 관계자 약 150명이 참석한다.

정부는 지난 8월 양자를 미래성장동력 '7대 SEED' 가운데 하나로 선정하고 핵심기술 확보와 조기 상용화, 산업 생태계 조성을 추진 중이다.

양자과학기술 플래그십 프로젝트는 이를 뒷받침하기 위한 임무지향형 대형 연구개발(R&D) 사업이다. 1단계인 2025~2029년 총사업비는 약 3604억원으로 양자컴퓨팅 7개, 양자통신 6개, 양자센싱 13개 등 총 26개 핵심과제를 지원하고 있다.

정부는 올해 6월 시행된 '양자과학기술 및 양자산업 육성에 관한 법률'을 통해서도 양자과학기술 연구기반 조성과 산업 육성을 위한 제도적 기반을 마련한 상태다. 해당 법은 양자암호·통신·센서·소자·컴퓨터·시뮬레이터 등을 양자과학기술 범위에 포함하고 있다.

이번 회의에서는 백승욱 한국연구재단 양자과학기술플래그십사업 추진단장이 사업 진행 상황과 향후 전략을 발표하고, 26개 과제의 중간 연구성과를 공유한다.

초전도 큐비트 정보 100㎲ 유지…얽힘연산도 99% 정확도

가장 눈에 띄는 성과는 양자컴퓨팅 분야에서 나왔다. 연구진은 초전도 큐비트가 정보를 유지할 수 있는 '결맞음 시간'을 100㎲ 이상으로 끌어올렸다. 당초 2027년 목표였던 50㎲보다 두 배 높은 수준이다.

결맞음 시간은 큐비트가 양자 상태를 유지하는 시간을 뜻한다. 이 시간이 길수록 양자연산을 안정적으로 수행할 수 있는 여지가 커진다.

두 큐비트 사이에서 양자 상태를 연결하는 얽힘연산에서도 약 99% 수준의 정확도를 확인했다.

과기정통부는 결맞음 시간과 얽힘연산 정확도가 양자컴퓨터의 연산 오류율을 좌우하는 핵심 성능지표라고 설명했다. 이를 토대로 2029년을 목표로 하고 있는 오류정정 100큐비트급 초전도 양자프로세서 개발에 필요한 기반기술을 조기에 확보했다는 평가다.

장거리 양자통신 중계기 개발…상온 심장 자기장 센서도

양자통신 분야에서는 원하는 시점에 얽힘 상태를 안정적으로 만들어내는 고체 기반 양자중계기와 광자만으로 얽힘을 연결하는 전광자 양자중계기 기술 개발 성과가 공유됐다. 양자광 변환장치 등을 포함한 관련 특허 출원 성과도 발표됐다.

양자중계기는 전송 거리가 길어질수록 약해지는 양자신호를 이어주는 장거리 양자 네트워크의 핵심 기술이다. 향후 분산형 양자컴퓨팅과 장거리 양자암호통신, 양자 네트워크 등에 활용하는 것을 목표로 하고 있다.

양자센싱 분야에서는 심자도 측정이 가능한 다이아몬드 NV센터 기반 소형 자기장 센서 개발 성과를 선보였다. 심자도는 심장의 전기 활동으로 생기는 미세한 자기장을 측정해 체외에서 비침습적으로 심장 질환을 진단 가능한 첨단 의료기술이다.

NV센터 기반 양자센서는 다이아몬드 내부의 질소 원자와 빈자리가 외부 자기장에 민감하게 반응하는 특성을 이용하는 초정밀 센서다. 기존 심자도 장비와 달리 상온에서 작동하고 소형화할 수 있다는 게 특징이다.

이같은 특징을 활용해 장비 크기와 운용 부담을 줄이면서 전극을 몸에 부착하지 않고 심장의 미세한 자기장 변화를 측정해 심근허혈이나 부정맥 등 심장질환 진단에 활용하는 것을 목표로 한다.

플래그십 사업단은 앞으로 26개 과제에서 나온 연구성과를 토대로 국가 전략적 중요성을 높이고, 산업 활용 가능성이 높은 기술을 선별해 조기 사업화 방안도 모색할 계획이다.

윤경숙 과기정통부 기초원천연구정책관은 "양자과학기술 플래그십 프로젝트는 우리나라의 양자기술 경쟁력 우위 확보를 위한 핵심 연구개발 사업"이라며 "이번 연례회의를 계기로 연구진 간 협력이 더욱 활성화되고 7대 SEED를 견인하는 혁신적인 연구성과 창출이 가속화될 수 있도록 적극 지원하겠다"고 말했다.


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