韓 20큐비트급 양자컴퓨터 첫 시연..."목표치 상회, 5~6년 내 국산화"

2026년 50큐비트 시연·2030년 1000큐비트 양자컴 개발 목표

이용호 한국표준과학연구원 원장이 10일 '제3차 K-퀀텀 스퀘어 미팅'에서 20큐비트 양자컴퓨팅 시스템을 소개하고 있다. [사진=연합뉴스]

국내 연구진이 개발한 20큐비트급(양자컴퓨터 연산단위) 성능의 양자컴퓨터의 시연 장면이 처음 공개됐다. 정부와 과학계는 2026년 50큐비트 양자컴퓨터 구축과 클라우드 서비스 시연을 목표로 기술 개발에 속도를 낸다는 계획이다. 

20큐비트 양자컴퓨터 시연은 과학기술정보통신부(과기정통부)가 10일 오후 서울 반포동 JW메리어트호텔에서 개최한 'K-퀀텀 스퀘어 미팅' 현장에서 공개됐다. 

시연은 연구를 주도한 한국표준과학연구원(표준연)이 양자컴퓨터 연구실을 원격으로 연결해 양자컴퓨터가 정보 기본단위인 큐비트를 정의하고 양자 오류를 개선하는 과정 등을 보여주는 방식으로 진행됐다. 

양자컴퓨터는 현존하는 슈퍼컴퓨터보다 연산속도가 이론상 1000만배 빠른 것으로 알려졌다. 0과 1 두 가지 비트를 일일이 계산하는 일반 전자식 컴퓨터와 슈퍼컴퓨터와 달리 0과 1이 중첩된 상태에서 양자의 특성을 활용해 빠른 계산이 가능하기 때문이다. 양자는 물리량이 취할 수 있는 최소량을 의미한다. 

시연 발표를 맡은 이용호 표준연 초전도양자컴퓨팅시스템연구단장은 20큐비트 시연에 대해 "양자컴퓨팅 연구 인프라 구축사업 1단계 연구 목표는 20규피트급 컴퓨팅 시스템을 개발하는 것이 아니다"며 "클라우드 시연을 하는 것이 목표이자 목적"이라고 말했다. 

현재 연구 진행 상태에 대해 이 단장은 "이번 20큐비트 양자컴퓨터는 주요 수치들이 모두 목표치를 상회했다"며 "5~6년 정도면 우리나라 자체적으로 국산화가 가능하지 않을까 생각하고 있다"고 기대감을 드러냈다.  

정부는 20큐비트(1단계) 양자컴퓨터에 이어 2026년 50큐비트(2단계) 양자컴퓨터 구축과 클라우드 서비스 시연을 목표로 삼고있다. 2022년 6월부터 2026년까지 여기에 배정한 정부 예산은 총 490억원 규모다. 또 양자소자 공정 전용 설비를 구축해 개발과 인력양성을 지원하는데는 395억원(2020~2025년)을 투입했다. 2030년대 초까지 1000큐비트급 초전도 기반 범용 양자컴퓨터 개발과 클라우드 서비스 개시를 목표로 자체 핵심기술을 확보한다는 방침이다. 

이 단장은 국내 연구진이 사용 중인 초전도 방식에 대해서는 "데이터 속도가 가장 빠르고 충실도가 상당히 괜찮은 편이며, 확장성이 좋다"며 "고주파나 극지원 기술이 잘 발달돼 있기 때문에 측정 제어 측면에서 봤을 때 하드웨어의 신뢰성 또는 편의성이 높은 시스템을 개발할 수 있다"고 설명했다. 

마지막으로 이 단장은 "아직은 개발 과정이라 중간 수준이고 시스템 신뢰도가 떨어지는 것은 사실"이라며 "물리적 신뢰성을 높여 1년 뒤에는 완성된 시연이 될 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.