“오류정정 100큐비트 양자컴”…정부 1450억 투자, 10년 양자 패권 도전

정부가 올해 1450억원 규모의 100큐비트 오류정정이 가능한 초전도 양자컴퓨터 개발에 본격 착수한다. 과학기술정보통신부는 10월부터 2029년 12월까지 양자과학기술 플래그십 프로젝트를 통해 오류정정 동작이 가능한 양자프로세서(QPU)와 양자컴퓨팅 시스템 개발에 나설 계획이다. 이는 전 세계적으로 양자컴퓨터가 잡음(NISQ) 한계를 극복하지 못하고 ‘유의미한 계산’ 논란이 지속되는 가운데, 고신뢰성 구현 경쟁이 본격화되는 흐름과 맞닿아 있다.

오류정정 양자컴퓨터는 양자 비트(큐비트) 정보가 결함이나 잡음에 취약한 약점을 코드 구조, 다중 중복 계측 등으로 보완해 신뢰성을 비약적으로 높이는 기술이다. 정부는 이번 프로젝트에서 초전도 방식으로 100큐비트 QPU를 개발하고, 실시간 오류감지 및 보정 과정을 한국표준과학연구원(KRISS) 주도로 구현한다. 기존의 20~50큐비트급 프로토타입을 5년 내 100큐비트 이상으로 확장하며, 2029년까지 안정적 장기 연산을 목표로 한다는 전략이다.

이번 개발은 단순 시제품 공급에 머무르지 않는다. KRISS, 성균관대학교, 울산과학기술원(UNIST) 등이 참여해 양자컴퓨팅 시스템과 클라우드 환경을 단계적으로 통합한다. 이미 KRISS 연구실 내 20큐비트급 국산 양자컴퓨터는 미국 리게티 32큐비트 시스템과 동등한 수준의 성능(결맞음 시간 등 주요 스펙 우위 포함)을 달성했다. 공공 클라우드(한국과학기술정보연구원, KISTI) 접속 환경도 구축해 국내 연구자 실사용이 가능하도록 생태계를 마련 중이다. 올 3월부터는 2027년까지 50큐비트급 시스템 2대의 클라우드 서비스 확장 사업도 중점 추진 중이다.

미국, 중국 등 선진국들은 이미 100큐비트 이상 고신뢰성 양자 시스템 구축 경쟁에 돌입했다. 리게티, IBM, 구글 등은 수백 큐비트의 프로세서 및 논리적 오류정정 실험에 대규모 자금을 투입 중이며, 실질적 산업 응용 역시 활발하다. 이에 비해 한국은 후발주자로서 중기 로드맵이 절대적으로 중요해졌다. 정부는 2032년까지 총 6454억원을 투자해 1000큐비트 중성원자 방식, 300큐비트(오류정정화) 초전도 시스템 등 대형 과제를 차질 없이 병행 계획이다.

연내에는 산학연 전문가들이 참여하는 퀀텀 프론티어 전략대화, 클러스터 기본계획 수립 등을 통해 양자 분야 인프라, 인력, 국제협력 체계도 정비한다. AI 기반 신약개발 등 실제 산업과 AI 융합 가능성이 성장동력이 될 것으로 정부는 내다보고 있다. 국내 양자 로드맵은 10년 단위의 종합계획으로 확정되며, 연구개발-상용화-산업생태계를 관통하는 구조 혁신과 산업 클러스터 육성이 핵심 방점이다.

전문가들은 글로벌 격차를 좁히려면 오류정정 기술 및 대형 큐비트화, 응용플랫폼 구축, 정책적 일관성 등이 관건이라고 지적한다. “AI와 양자의 융합 등 차별화된 강점을 통해 산업경쟁력 기반을 구축하겠다”는 배경훈 장관의 발언처럼, 업계는 양자기술 실용화와 국가 전략의 속도가 산업전환의 결정적 변수가 될 것으로 보고 있다.  

산업계는 이번 프로젝트가 양자컴퓨터 실용화·시장 안착의 전환점이 될지 주시하고 있다.