양자컴퓨터 시대 도래하나

기술 성숙도 높아져

해킹이 불가능한 완벽한 보안통신 실현, 초고속 연산으로 기존 컴퓨터로는 100만년 걸릴 연산을 10분 이내에 처리, 묶음단위 정보 전송으로 현재 광통신의 100만 배 속도 구현. 양자정보통신(Quantum Information Communication Technology)을 활용하면 이 모든 것이 가까운 미래에 가능할 전망이다.

양자정보통신은 양자역학과 IT 기술이 접목된 것으로 더 이상 쪼갤 수 없는, 에너지의 최소 단위인 양자를 제어하는 것이 핵심 기술이다. 양자는 중첩, 복제 불가능, 얽힘 상태 유지, 원격 전송 등의 특성을 갖는데, 이러한 특성을 이용하면 양자암호통신, 양자컴퓨터, 초고속 통신 등을 만들 수 있다.

양자정보통신은 지난 4월에 지식경제부가 발표한 2020년까지 추진할 ‘IT 10대 핵심기술’에 포함됐다. 이후 양자정보통신 기술에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데, 연구 개발자와 정책 입안자 그리고 산업계의 관심과 참여를 촉구하는 행사가 열렸다. 서울시립대 양자정보처리연구단이 주관하고 지식경제부 R&D 전략기획단 등이 후원한 ‘퀀텀 포럼’이 12일 서울시립대에서 개최된 것.

▲ 서울시립대학교 양자정보처리연구단이 주관하고 지식경제부 R&D 전략기획단 등이 후원한 ‘퀀텀 포럼’이 12일 서울시립대학교에서 열렸다. 사진은 안도열 서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 교수가 양자정보통신 산업동향에 대해 발표하는 모습. ⓒ권시연

 
격려사 및 특별강연을 위해 참석한 김도연 국가과학기술위원회 위원장은 “정보화기술, 나노·바이오기술에 이어 현재와 미래에는 융학과학기술이 필요하다. 그런데 양자정보통신 분야에서 요구하는 것이 바로 융합과학기술이 아닐까 싶다”며 “개방과 협력의 자세를 보여줄 것”을 당부했다.

“양자정보통신 산업의 기술 성숙도 높아졌다”

조신 지식경제부 R&D 전략기획단 MD는 기조연설을 맡아 IT 10대 핵심기술에 양자정보통신이 포함된 경위를 밝혔다. 그는 “양자정보통신 산업의 기술 성숙도가 높아졌다고 판단했기 때문”이라며 “제일 먼저 시장에 공급될 수 있는 상용화가 가능한 아이템은 양자암호통신일 것 같다”고 말했다.

양자암호통신은 데이터를 전송할 때 암호키를 교환하는 방식으로 보안을 인증한다. 데이터 전송 도중에 누군가 해킹을 할 경우, 데이터를 전송하는 사람, 받는 사람 양방향 모두 바로 해킹 사실을 알 수 있다는 장점이 있다. 금융, 국방, 행정, 의료 등의 분야에 활용될 것으로 전문가들은 전망하고 있다.

계속해서 조신 MD는 국내 IT산업에 대한 진단 및 발전 방향에 대해 언급했다. 그는 “LCD(액정표시장치)의 세계 시장 점유율은 50%에 이르고, LCD에 들어가는 폴라라이저(polarizer 편광판)와 같은 부품의 국산화는 60~70% 가량 된다. 그런데 폴라라이저에 사용되는 소재인 필름이 5개인데 모두 수입에 의존하고 있어 문제다”며 “핵심부품의 해외 의존도를 줄이고, 부품보다 취약한 소재분야의 기술 개발 및 국산화가 시급한 과제”라고 말했다.

이어 특허청 R&D 특허센터의 박종효 소장은 ‘양자정보통신 R&D 지적재산권 확보 전략’에 대한 발표에서 “이미 등록된 원천기술 특허로 인한 시장 장벽을 예상해야 한다. 지식재산권 중심의 기술 획득 전략을 단순히 특허 관리기법이 아니라 특허를 매개체로 한 경영 전략으로 인식할 필요가 있다”며 “양자정보통신 원천기술의 특허 등록 및 특허관련 문제 해결에 각별히 신경을 써줄 것”을 강조했다.

양자컴퓨터, 1024번의 연산을 한꺼번에

포럼 준비위원장을 맡은 안도열 서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 교수는 양자정보통신에 대한 이론 및 산업 동향에 대해 설명하고, 포럼을 개최한 배경 및 향후 계획을 밝혔다.

▲ (좌측부터) 프랑스 물리학자 세르즈 아로슈(Serge Haroche)와 미국 과학자 데이비드 와인랜드(David J. Wineland)가 2012년 노벨 물리학상을 공동 수상했다. 이들의 연구는 양자컴퓨터 개발에 큰 도움을 준 것으로 평가받고 있다. ⓒwww.nobelprize.org


안 교수의 설명에 따르면, 양자정보처리 기술은 양자역학적 상태(큐비트 Qubit)에 기반을 둔 정보의 획득, 연산 및 전송 기술을 말한다. 기존 컴퓨터의 정보처리 단위인 비트(Bit)에 비해 양자의 처리 단위인 큐비트는 1과 0 혹은 양쪽 값을 중첩되게 가질 수 있으며, 중첩 및 얽힘을 이용해 기존 시스템에서는 불가능한 정보 처리를 가능하게 한다. 예를 들면 냄새 등 물체의 직접 전송이 가능하다.

또한 수많은 계산을 한번에 할 수도 있다. 예를 들면 기존 컴퓨터의 10비트는 2의 10승으로 1024번의 연산을 순차적으로 한다. 그러나 양자컴퓨터의 10큐비트은 1024번의 연산을 한꺼번에 해낸다. 안 교수는 “기존 64비트 컴퓨터와 같은 64큐비트 양자컴퓨터가 개발되면, 1만년이 걸릴 연산을 수초 내에 처리할 수 있다”고 설명했다.

주제발표 이후 진행된 2부 행사에서는 김재완 고등과학원 교수가 좌장을 맡아 패널토론이 진행됐다. 양자정보통신 리피터, 메모리, 시큐리티, 통신에 대해 인하대, 카이스트, 고려대 교수와 SK텔레콤 실장이 설명했다. 반도체 양자정보통신 게이트, 양자정보통신 기술과 사회에 대한 발표도 이뤄졌다.

‘퀀텀 프로세서’에 대해 발표한 정연욱 한국표준과학연구원 박사는 “초전도 양자컴퓨터 기술의 발전 속도는 반도체에서 통용되던 무어의 법칙보다 훨씬 빠르고, 2008년 이후 다방면에서 눈부신 혁신을 보였다”고 평했다.

(3271)

뉴스레터 구독신청
태그(Tag)

전체 댓글 (0)

과학백과사전