[기고] ‘양자컴퓨팅’은 도약의 기회…‘열쇠’는 국가 장기적 비전·준비된 인재에 달려 > 공지사항

글로벌 사회는 지금 ‘초가속 시대’를 살아가고 있다. 초거대 인공지능(AI)의 등장, 디지털 대전환, 생명과학의 도약, 기후변화 대응 기술 등은 우리의 일상을 빠르게 재구성하고 있다. AI는 이미 질병 진단, 신약 개발, 물류 최적화 등 다양한 분야에서 인간의 지식과 사고 능력을 대체하거나 보완하고 있다.
하지만 AI가 데이터를 학습하고 문제를 해결하는 기반 역시 컴퓨팅 자원이다. 오늘날 초거대 AI 모델 하나를 학습시키는 데 드는 에너지는 한 도시의 연간 전력 소비량에 필적할 만큼 막대하다.
이처럼 기존 디지털 컴퓨터의 연산 능력과 에너지 효율의 한계는 이미 눈앞에 와 있다. AI로 촉발된 지식정보사회의 대전환점에서 새로운 계산 패러다임으로 양자컴퓨팅이 부상하고 있다. 이는 기존 컴퓨터의 계산 능력을 넘어 복잡계 문제 해결의 열쇠로 주목받고 있다.
양자컴퓨터는 ‘중첩(Superposition)’ ‘얽힘(Entanglement)’ ‘간섭(Interference)’이라는 자연의 원리를 기반으로 하여, 특정 문제에서 기존 컴퓨터로는 수백만년이 걸리는 계산을 몇시간 내 수행할 수 있는 잠재력을 지닌다. 이러한 압도적 계산 성능은 특히 신약 설계, 암호 해독, 기후 모델링, 금융 리스크 분석 등 기존 컴퓨팅으로는 합리적 시간 내 해결이 어려운 문제에서 양자 우월성을 실현할 수 있다.
이러한 경제·사회·국가안보에 미칠 거대한 파급력을 인식해 현재 세계는 양자 기술 주도권 확보를 위한 기술 패권 경쟁에 돌입했다.
미국은 양자 기술을 국가안보 수준의 전략 자산으로 규정하며 ‘국가양자이니셔티브법’을 제정했고, 유럽연합(EU)은 수십억 유로 규모의 ‘양자 플래그십’ 공동 프로젝트를 추진 중이다. 중국은 국가 차원에서 양자통신 위성, 양자컴퓨터 개발에 거액을 투자하고 있다. 일본, 캐나다, 이스라엘도 핵심 인재 양성과 장비 개발에 집중하고 있다.
한국은 후발 주자로서 글로벌 선도 국가 대비 낮은 기술경쟁력으로 도전적 상황에 놓여 있다. IBM·구글·인텔 등 글로벌 기업과 경쟁할 수 있는 국내 기업의 기반은 아직 미약하다.
초전도 큐비트·이온트랩·양자센서·양자통신 등 특정 기술 분야에서 세계적 수준의 연구 그룹들과의 격차를 줄이기 위한 국가 차원의 노력이 최근 가시화되어 진행되고 있지만, 국가 주도 양자컴퓨터 하드웨어 개발 측면에서 20큐비트 수준에 머물러 있다.
이러한 가운데 새 정부가 추구해야 할 전략은 명확하다. 첫째, 양자기술을 국가혁신범용전략기술로 지정하고, 현실적이고 지속 가능한 연구·개발(R&D) 예산을 확보해야 한다. 단기성과 중심의 R&D 구조로는 미래 게임 체인저인 고난도 혁신 기술을 확보할 수 없다. 둘째, 양자인재 양성 생태계를 구축해야 한다. 국가 차원의 양자문해력 향상을 목표로 초중등 교육에서부터 양자물리 기초 개념을 자연의 원리로 이해하도록 학습하고, 국내 석·박사급 전문인력을 체계적으로 양성할 통합 교육·연구 거점을 마련해야 한다. 셋째, 산학연 협력기반을 강화하고, 국제 공동연구를 확대해서 알고리즘 소프트웨어 분야의 경쟁력을 선제적으로 확보해야 한다. 이를 위해 국가 차원의 양자 알고리즘 연구센터 설립 지원을 통해 양자컴퓨팅 활용과 응용 소프트웨어 개발 생태계가 조성되고 활성화되면 산업 경쟁력을 확보하는 교두보가 될 것이다.
결국 사회·경제적 가치는 양자컴퓨터 활용에서 창출될 것이다. 동시에 현재 양자컴퓨팅 하드웨어 글로벌 기술을 선도하는 IBM·구글·마이크로소프트 등 빅테크 등과의 글로벌 파트너십을 적극 유치하고, 특화 분야에서 기술주권을 확보하는 전략이 필요하다.
초가속 시대는 속도만으로 승부가 나지 않는다. 지속성과 전략성, 그리고 기초과학에 대한 국가적 신뢰가 핵심이다. 양자컴퓨팅은 우리에게 새로운 도구이자 도약의 기회다. 다만 그 열쇠는 국가의 장기적 비전과 준비된 인재에게 달려 있다. 미래는 이미 시작되었고, 선택은 지금 우리의 몫이다.

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