양자기술은 최근 기술적 진보와 시장 성장을 이루면서 ‘양자 컴퓨터 시대’라는 새로운 시대로 패러다임이 바뀌고 있다.

양자는 정보통신기술(ICT) 혁신으로 경제·산업은 물론 사이버전 같은 국방·안보에도 널리 응용될 차세대 기술로 주목받고 있다. 이에 미국과 중국을 중심으로 치열한 양자컴퓨터 패권 경쟁을 하고 있다.

양자가 연구실을 벗어나 산업 현장으로 나오면서 경제·산업 측면에서도 매우 중요하다. 시장조사업체 아이디테크엑스에 따르면 양자 컴퓨터 시장은 기술 향상과 새로운 기업 등장에 힘입어 2024년부터 2044년까지 연평균 34% 성장할 것으로 예상한다.

우리 정부도 전 세계 양자컴퓨터·양자통신·양자센서 시장 규모는 올해 33조 702억원에서 2030년 155조 5112억원으로 급성장할 것으로 전망한다. 또한 2023년 2월 사이버 보안 회사 ‘퀀텀디펜스5e(QD5)’는 미국 국방부에 따르면 2025년 전 세계가 ‘큐데이(Q-Day)’에 직면할 수 있다고 전달했다.

‘큐데이’란 현존하는 슈퍼컴퓨터보다 수십억 배 이상 빨리 데이터를 처리할 수 있는 양자컴퓨터 기술로 인해 기존의 모든 디지털 암호 보안 체계가 뚫리는 날을 뜻한다.

이처럼 성숙한 양자 컴퓨터가 오늘날의 고전 암호 시스템을 무용지물로 만들 것이라고 한다. 또 전 세계 디지털 인프라에 큰 혼란을 초래할 수 있다고 우려한다.

양자기술로 비(非)양자 암호를 해독할 수는 있지만, 양자기술로 양자 암호를 해독할 수는 없다. 따라서 양자 컴퓨팅을 먼저 개발하는 선발자는 큰 이점을 얻고 보안, 군사, 경제적인 측면에서 막대한 영향력을 행사할 것이다.

그러나 과학기술정보통신부의 ‘첨단바이오·AI·양자 글로벌 R&D 전략지도안’에 따르면 한국의 양자기술 수준은 미국·중국·영국·독일·일본 등 주요 12개국 중 최하위다.

논문, 특허, 전문가 정성 평가 등을 반영해 매겨진 한국의 점수는 양자컴퓨터 부문 2.3점, 양자통신 부문 2.9점, 양자센서 부문 2.9점으로 12개국 중 최저였다.

미국은 양자컴퓨터 100점과 양자통신 84.8점을, 중국은 양자통신 82.5점을 받았다. 중국 양자컴퓨터 기술은 아직 미국보다 5년가량 뒤진 것으로 평가된다. 그러나 미국 견제 속에서도 중국의 ‘양자 굴기’는 거세다. 천문학적 투자로 빠르게 추격 중이다.

맥킨지 컨설팅에 따르면 2022년 양자컴퓨터에 대한 중국의 공공 투자 규모는 153억 달러로 유럽(72억 달러), 미국(19억 달러), 일본(18억 달러)을 압도했다.

국가 안보 차원의 불안감이 확산되자 미 정부는 양자컴퓨터 분야 등에 대한 미국 기업·개인의 대중국 투자를 규제하는 법안과 양자컴퓨터 기술 및 관련 장비·부품·재료·소프트웨어 등에 대해 광범위한 수출 통제를 가하는 ‘최종 규칙(IFR)’을 발표했다.

한국은 미·중에 비해 크게 뒤처져 있으나 양자 컴퓨터 관련 사업 예산은 내년도 국가R&D 중 양자 예산이 과기정통부안 기준 1700억원으로 올해 1300억원에서 소폭 느는 데 그친 상황이다.

국회는 지난해야 10월에야 양자 과학기술 및 양자 산업 육성에 관한 법률을 통과시켰다. 이래서는 양자 강국 건설과 ‘큐데이’에 대비할 수 없다.

이제 양자 컴퓨팅은 매년 실용화에 한 걸음 더 가까워지면서 양자 컴퓨터 시대가 성큼 다가오고 있다. 양자는 우리의 미래 세상을 변화시킬 것이나 기회와 위험이 매우 큰 이 혁신적 기술이다.

상용화 직전 단계인 지금이 양자 생태계가 폭발적으로 커지는 시기로 선진국과의 기술 격차를 따라잡을 수 있는 골든타임이 얼마 남지 않았다.

우리는 세계 최고로 앞서 나가지는 못할망정 경쟁에서 낙오되지는 말아야 한다. 민·관·정이 한 팀이 되어 자본·인재·인프라를 대폭 확충해 양자컴퓨터 패권 전쟁 속에서 우리의 힘을 모아야 한다. 적기에 투자와 정부 지원도 이루어져야 한다. 연구개발과 기업 지원 강화로 기술 경쟁력을 키워야 한다.

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