[꼬레아페르 114] 무한을 탐구하다: 양자 컴퓨팅의 중요성

큐퍼펙트는 양자 플랫폼 및 솔루션을 모델링하고 최적화하기 위한 고성능 시뮬레이터를 제공하는 딥테크 기업으로 프랑스 국립과학연구센터와 스트라스부르 대학의 공동 이니셔티브인 유럽 퀀텀 사이언스 센터내에 입주해있다.

양자물리학은 현대 생활에 필수적인 레이저, GPS, 트랜지스터, 평판 디스플레이 제작에 적용되며 세상의 혁신에 기여해왔다. 1982년 선구적인 물리학자 리처드 파인만(Richard Feynman)은 이진법을 사용하는 고전 컴퓨터로는 해결할 수 없는 과제에 도전하기 위해 원자의 양자적 특성을 활용한 새로운 형태의 혁신적인 컴퓨터 개발로, 정보과학 기술 역사에 새로운 장이 열릴 것을 예고했다. 대표적 적용 분야로는 제약 산업에서 활용될 복잡한 화합물에 대한 시뮬레이션, 대용량 자동차 배터리 구상, 에너지 공급망 최적화 및 군사 분야에 활용될 암호 해독 등이 있다. 하이페리온 리서치(Hyperion Research)는 2022년 글로벌 양자 컴퓨팅 시장 규모는 약 6억 1,400만 달러에 달했고, 시장 규모가 연간 25% 증가하여 2025년 약 12억 달러에 달할 것으로 전망한 바 있다. 보스턴컨설팅그룹(Boston Consulting Group)은 시장 성숙기(2035년 전후 예상)에 양자 컴퓨팅 기술이 4천5백억~8천5백억 달러의 순소득을 발생시킬 것으로 보고 있다.

"양자 컴퓨팅 기술의 급속한 발전에 따라, 암호화된 데이터의 보안에 대한 위협 등의 문제를 피할수 없을 것이다"

고전 컴퓨팅이 결정론적이고 데이터 세트 분석에서 단일 솔루션을 제공하는 것과 달리, 양자 컴퓨팅은 확률론적이며, 동일한 기본 데이터에서 다양한 솔루션을 제안한다. 고전 컴퓨터의 비트가 0 또는 1의 값만 나타낼 수 있다면, 큐비트라고 불리는 양자 비트는 무수한 조합을 만들어낼 수 있다. 양자 컴퓨팅의 이러한 특성 덕분에 생명과학, 물류, 금융 등 다양한 분야에서 혁명이 가능하다. 또한 일부 전문가들은 고전 대형 슈퍼컴퓨터가 많은 에너지를 소모하는 것에 비해 상대적으로 양자컴퓨터는 적은 에너지를 소모한다고 강조한다. 그러나 현재의 양자 컴퓨터는 아직 성능이 낮으며, 외부 요인으로 인한 사소한 교란에도 민감하게 반응하여 빈번한 오류를 일으킨다.

최근 몇 년간 양자 컴퓨팅 분야는 장족의 발전을 보이고 있다. 일부 기업은 10년 내에 신뢰할 만한 우수한 성능의 양자 컴퓨터를 내놓을 수 있다고 자신한다. 이러한 변화에 발맞춰, 한국과 프랑스를 포함한 여러 국가가 대규모 국가 이니셔티브를 출범하여 고성능 양자 컴퓨터 개발, 전문 엔지니어 육성, 맞춤 프로그램 설계를 목표로 하고 있다. 프랑스는 프랑스 국방부와 총리실 산하 투자총괄사 무국이 협업하여 '프랑스 2030 투자지원정책'의 일환으로, '프록시마(PROQCIMA) 프로그램'을 출범했다. 프랑스 정부는 이 프로그램을 통해 2032년까지 2개의 범용 양자 컴퓨터(128로지컬 큐비트) 프로토타입을 연구 개발하는 신생 기업 5곳을 지원할 계획이다. 한국은, 2035년까지 양자 경제의 세계적인 중심지가 되는 것을 목표로, 양자 컴퓨팅 분야 전문가 양성에 중점을 두는 퀀텀 사이언스 관련 첫 번째 중장기 계획을 2023년 6월에 발표했다.\

 

양자 컴퓨팅 기술의 급속한 발전에 따라, 암호화된 데이터의 보안에 대한 위협 등의 문제를 피할 수 없을 것이다. 그러나 민감정보의 수십년 보존의 필요성은 국방 뿐 아니라 의료 데이터, 공증 증서, 은행 정보 및 전자 서명 등과 같은 다양한 분야에 해당 된다. 한국과 프랑스 기업들은 이미 양자 알고리즘과 같은 미래 고성능 양자 컴퓨터를 위한 솔루션을 개발하며 포스트 퀀텀 시대에 대비하고 있다.

 

이에 따라 한국과 프랑스는 우수한 기초연구와 대규모 기술 솔루션의 신속한 전개로 핵심적인 역할을 수행해 나갈 것이다. 양국은 향후 수개월 혹은 수년에 걸쳐 양자 혁명 가속화를 위해 상생적 협력을 맺게 될 것이다.

 

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