[특별기고]대한민국에 새 기회 열어줄 양자기술

[배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관] 현대 컴퓨터과학의 아버지 앨런 튜링의 일대기를 그린 영화 ‘이미테이션 게임’이 회자한 적이 있었다. 제2차 세계대전에서 독일군의 기계식 암호 ‘에니그마’로 인해 전쟁에 어려움을 겪던 연합군이 암호해독기 ‘크리스토퍼’를 개발함으로써 종전에 기여하는 내용이다.

배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관.(사진=과학기술정보통신부)

영화 속 해독기는 군사적 목적으로 개발했으나 이후 인공지능(AI)을 작동할 수 있는 슈퍼컴퓨터로 발전해 이전에는 상상하지 못했던 산업 패러다임 전환을 이끌고 있다. 국가 안보로 시작된 기술 발전이 이제는 국가 간 경제 전쟁을 주도하는 모습이다.

이러한 슈퍼컴퓨터도 또다시 한계를 뛰어넘어 발전해야 할 때가 됐다. AI 활용을 확대하기 위해서는 기존 그래픽처리장치(GPU) 기반 연산 시스템이 지닌 막대한 전력 소모와 연산 병목 문제를 해결해야 하기 때문이다. 세계 각국은 차세대 AI 인프라와 알고리즘으로서 양자컴퓨터 발전에 거는 기대가 크다.

양자컴퓨터는 기존 슈퍼컴퓨터의 수천만 배에 달하는 속도의 연산을 1MW 미만의 전력으로 수행할 수 있는 초고효율 저전력 기술이다. 특히 대규모 경우의 수를 병렬적으로 훑어 연산하는 데 강점이 있어 슈퍼컴퓨터 및 AI와 융합할 경우 신약 개발, 첨단 소재, 물류 등 다양한 분야에서 혁신을 일으킬 잠재력을 지닌다. 선도국들은 이러한 가능성을 고려해 일찍이 대규모 투자를 감행했고 현재 큐비트(양자 정보의 기본 단위)를 구현하는 단계를 넘어 본격적인 엔지니어링 단계에 진입하고 있다.

9월 양자기술의 가능성을 확인하고 정책 방향을 모색하기 위해 미국의 IBM 경영진과 석학들을 만났다. mRNA 백신으로 코로나19 팬데믹 극복에 기여했던 모더나는 이번에도 새로운 시도에 앞장서고 있었다. 복잡한 염기서열의 mRNA가 체내에서 어떻게 접히는지 분자 간 상호작용을 예측하는 데 양자컴퓨터와 슈퍼컴퓨터를 함께 활용해 신약 개발 시간을 획기적으로 단축할 가능성을 확인했다.

다른 글로벌 기업들 역시 AI와 양자컴퓨터·슈퍼컴퓨터의 하이브리드 결합을 기반으로 산업적 난제 해결에 도전하는 모습이었다.

우리 정부도 양자기술에 투자를 확대하고 있다. 양자컴퓨터, 테스트베드, 팹 등 인프라 구축을 통해 산업 기반을 다지고 있다. 그러나 선도국과의 격차를 좁히기 위해서는 더욱 과감한 노력이 필요하다. 이번 미국 방문을 계기로 정부는 AI와 양자기술의 융합을 적극 추진해 주요 산업과 공공분야의 난제를 양자컴퓨팅으로 해결할 수 있도록 지원하고 기업의 참여를 유도할 방침이다.

이를 위해 12월 첫 번째 ‘국가양자종합계획’을 수립해 양자기술 생태계 조성, 신산업 창출, AI와의 융합을 통한 기존 산업의 혁신 방안을 구체적으로 추진할 계획이다.

양자기술은 AI와 더불어 대한민국 경제의 새로운 도약을 이끌 기회다. 정부는 양자기술이 대한민국의 글로벌 3강 도약을 견인하는 미래 산업으로 꽃피우고 국민 모두에게 혜택을 가져오는 ‘모두의 기술’이 되도록 산학연과 함께 힘을 모을 예정이다.