“초전도 QPU 오류정정 도전”…정부, 양자기술에 6454억원 투입

양자컴퓨팅과 양자통신 등 핵심 양자기술 분야에서 선도국 수준의 기술력 확보를 위해 정부가 8년간 6454억원 규모의 대형 프로젝트에 착수한다. 국가연구개발사업 최초로 오류정정이 실제로 동작하는 초전도 기반 양자프로세서 개발과 1000큐비트급 양자컴퓨팅 시스템 구축 등이 주요 목표다. 업계는 이번 프로젝트를 글로벌 양자기술 경쟁의 본격적인 분기점으로 해석하고 있다.

과학기술정보통신부는 26일 ‘2025년 제5회 국가연구개발사업평가 총괄위원회’에서 양자과학기술 플래그십 프로젝트의 사업계획 적정성 검토 결과를 확정했다고 밝혔다. 해당 사업은 2024년부터 2032년까지 6454억원을 투자해 양자컴퓨팅, 양자통신, 양자센싱의 세 분야에서 도전적 연구개발을 추진한다. 지난해 8월 국무회의를 통해 예비타당성조사(예타)가 면제되며 시급성과 중요성을 인정받은 대형 과제다.

특히 양자컴퓨팅 분야에서는 1000큐비트급 시스템(중성원자·초전도 기반) 개발과, 오류정정이 동작하는 3논리큐비트(초전도), 1000물리큐비트(중성원자)를 목표로 기술 고도화에 도전한다. 오류정정 기술은 양자컴퓨터의 큐비트 수가 늘어날 때 필연적으로 누적되는 오류 문제를 근본적으로 낮추는 핵심 기술로, 실제 구현에 성공할 경우 글로벌 경쟁사 대비 기술 신뢰성이 크게 향상될 전망이다.

이와 더불어 이번 사업에서는 양자메모리 기반 양자중계기, 네트워크 단위 3노드 100km 양자인터넷 구현 등 양자통신 분야와, 국방·산업 혁신을 겨냥한 양자센서 복합플랫폼 개발도 병행된다. 국내에서 이러한 초고도화 양자시스템 개발은 처음으로, 글로벌 시장에서는 구글이 지난해 오류정정 QPU(윌로우)를 깃털로 내세우는 상황에서 ‘선진기술 추격’ 의지를 공식화한 셈이다.

정부 지원으로 핵심 연구 분야의 대규모 투자가 확정된 만큼, 연구개발 성과의 실효성이 주목된다. 양자컴퓨팅 기술은 암호 해독 등 미래 보안, 신소재·의약품 개발, 국방기술 등에서 파급 효과가 기대되는 분야다. 큐비트(qubit)는 정보의 최소 단위로, 양자상태를 저장·처리하는 양자컴퓨터의 핵심 요소다. 한편, 사업과 연계된 국내 협력체계 및 산학연 연계도 강화될 방침이다.

글로벌 주요국 역시 양자기술 경쟁을 본격화했다. 미국과 유럽, 일본, 중국이 각각 국가 차원의 대형 프로젝트를 가동 중이며, 국내도 이번 사업을 계기로 참여기업의 양자기술 표준·생태계 확산에 속도를 낼 것으로 보인다. 사업 평가·관리는 과기정통부 주도로 이루어지며, 투자대비 실효성 확보가 주요 관건으로 지적된다.

한편, 이날 총괄위원회에서는 산업통상자원부, 행정안전부, 환경부, 국토교통부 등 각 부처가 추진하는 대규모 기술개발·실증 과제 예비타당성조사 결과도 시행 단계로 확정됐다. 산업계와 전문가들은 “오류정정 기반 QPU 및 초고도화 양자컴퓨팅 상용화 시점이 한국의 차세대 ICT·첨단과학 경쟁력의 전환점이 될 수 있다”고 평가했다.

산업계는 양자기술 분야 대형 투자가 실제 흡수되고, 글로벌 표준 경쟁에서 성과로 이어질지 예의주시하고 있다. 기술 진전과 더불어 데이터 보안, 국제 기술규범 제정 등의 이슈에 대한 선제 대응 필요성도 지적된다. 기술과 제도, 그리고 산업현장 간 연계가 미래 국가경쟁력의 핵심이 되고 있다.