한국과학기술기획평가원 ‘국내 양자기술 현황과 미래’ 좌담회

정부는 지난해 12월 말 확대 과학기술관계장관회의를 열고 과학기술 발전뿐만 아니라 국익을 위해 경쟁력을 갖춰야 할 ‘10대 국가 필수전략기술’을 선별해 보호·육성하기로 의결했다. 10대 기술 중에는 양자기술이 포함됐다. 양자기술은 슈퍼컴퓨터로도 푸는 데 1만년 이상 걸리는 문제를 200초 만에 해결할 정도로 컴퓨터 기술 한계를 넘어 신약 개발, 금융 등 다양한 산업 분야에서 혁명을 가져올 기술로 꼽히고 있다. 그렇지만 선진국과 비교해 가장 뒤떨어져 있는 기술로 평가되고 있다. 이에 서울신문은 양자기술의 국내외 현황을 파악하고 한국이 양자기술 분야를 선도해 나갈 수 있는 방법을 모색하기 위해 한국과학기술기획평가원(KISTEP)과 함께 지난 13일 양자기술을 주제로 전문가 좌담회를 열었다. 좌담회에는 김재완 고등과학원 교수, 김정상 미국 듀크대 교수(미국 양자컴퓨팅 스타트업 IonQ CTO), 이경수 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장, 정병선 KISTEP 원장이 참석했다.

-20세기 초 학문탐구 대상이었던 양자역학이 최근 미래 경제·사회를 뒤흔들 혁신기술로 주목받고 있다. 하지만 여전히 어렵고 멀다. 양자기술이 가장 먼저 상용화될 부분은 무엇일까.

김재완 “양자기술 자체가 굉장히 폭이 넓다. 우리가 사용하는 컴퓨터나 휴대전화도 양자기술을 기반으로 하고 있다. 요즘 언급되는 양자기술은 양자물리학의 중첩, 얽힘 현상을 응용한 것들로 양자정보기술, 양자컴퓨팅 등을 의미한다. 최근 양자계측, 양자이미징 쪽에서 많은 혁신이 이뤄지고 있어 이쪽에서 가장 먼저 상용화된 기술을 만날 수 있을 것으로 본다.”

김정상 “내가 연구하는 양자컴퓨터 개념은 40~50년 역사가 있지만 한동안 정체돼 있다가 최근 혁신적 기술들이 하나둘 등장하고 있다. 처음에는 천천히 응용되는 것 같지만 어느 순간 빠르게 확산될 수 있다. 현재는 전문가들의 영역에 머물러 있지만 젊은 학생들이 양자에 관심을 갖고 뛰어드는 숫자가 많아질수록 일상에서 양자를 접하는 시기는 더 빨라질 것이다.”

●양자기술 현재는 전문가 영역 머물러

-양자기술 확보를 국가안보, 생존과 연관 지어 국가가 반드시 전략기술로 육성해야 한다고들 한다. 그런 주장들이 나오는 이유는 뭔가.

이경수 “양자기술은 가진 나라와 가지지 못한 나라의 차이가 극명하게 나타나는 차세대 게임체인저 기술이기 때문에 반드시 확보해야 한다. 신약, 에너지 등 다양한 산업에서 엄청난 파급력을 가져올 기술이다. 국방, 우주 분야처럼 양자도 자력 개발이나 기술동맹 간에만 협력하는 등의 통제가 있을 것으로 보이는 만큼 국가 차원의 전략적 육성과 협력이 필요하다.”

정병선 “양자기술 분야에서 한국이 선진국과 비교해서 뒤처진 것은 사실이지만 1990년대 D램반도체 개발 때처럼 정부가 나서서 핵심기술 개발에 집중하는 동시에 산업계를 끌어들여 함께 뛰는 전략을 쓴다면 빠르게 추격이 가능할 것이다.”

●국내 기관·대학 연구인력 150명 불과

-세계 각국의 대응과 한국의 양자기술 수준이 궁금하다.

김정상 “과학사를 보면 새로운 혁신은 당장 보기에는 ‘저게 가능할까’라는 분야에서 시작됐다. 현재 양자기술이 그렇다. 그렇기 때문에 미국이나 유럽은 물론 중국 등에서도 양자기술 상용화에 투자를 늘리고 기업들도 관심을 갖고 있는 추세다.”김재완 “20세기까지만 해도 양자물리학은 정보를 담는 하드웨어로만 인식됐는데 양자정보기술은 하드웨어와 소프트웨어, 시스템 전체를 양자로 대체할 수 있다고 본다. 이 같은 추세가 조금만 지나면 TV 원리를 모르고도 영상을 보고 즐기듯 양자기술 원리를 모르고도 양자를 활용할 수 있게 될 것이다. 선진국들도 그런 측면에서 지원을 늘리고 있다.”

-기술 확보를 위해선 인력 확보가 중요하다. 미국의 경우 양자기술 인력 양성을 위해 정부에서 어떤 지원을 하고 있나.김정상 “네트워크 효과라는 것이 있다. 특히 젊은층이 양자기술에 대해 관심을 갖도록 계기를 마련해 주면 그들을 시작으로 기술에 대한 관심이 빠르게 사회 전체로 확산될 것이다. 미국은 상용화 초기 단계에 진입해 있기 때문에 양자기술 관련 연구조직들이 기존 정부 주도에서 민간 부분이 점점 확대돼 정부와 민간이 절반씩 차지하는 분위기다. 미국 정부는 양자기술로 사회 당면문제를 어떻게 해결할지, 기업 상용화를 어떻게 도와줄 수 있는지에 주목하고 있다.”

●정부, 젊은층 관심 갖게 계기 마련을

-한국에서는 양자기술 전문인력을 확보하기 위해서는 어떤 노력을 하고 있는가.이경수 “현재 국내 양자 연구인력은 150명 정도에 불과하다. 대부분이 정부출연 연구기관과 대학에 있다. 산업계에서는 거의 찾아볼 수 없다. 그렇다고 옛날처럼 ‘전문가 100만명 양성’ 같은 전략은 말도 안 되고 현실성도 없다. 양자기술이 상용화돼 산업 생태계가 형성되기 전까지는 배출된 인력을 안정적으로 흡수할 수 있는 일자리를 만들기 위해 정부가 노력하고 있다.”

-한국이 취해야 할 국제협력전략은 무엇인가.

이경수 “조 바이든 정부 출범 후 미국은 중국과 기술패권 경쟁을 가속화하면서 동맹국과 연합해 첨단기술의 글로벌 주도권 확보에 주력하고 있다. 이에 우리 정부는 지난해 5월 한미 정상회담을 계기로 양자기술과 관련해 미국과학재단이나 에너지부와 공동연구, 인력 교류 등 실질적 협력 확대를 위한 양해각서를 체결했다. 연구보안 강화를 전제로 한미 간 연구용 소재, 부품, 장비 수출입 규제 완화 등도 협의해 나갈 것이다.”정병선 “국제협력에서 중요한 것은 ‘주고받기’다. 개발도상국 시절처럼 우리가 받기만 할 수 없다. 양자기술 로드맵과 연구개발 전략을 수립할 때 우리가 경쟁력을 가질 수 있는 분야를 발굴해 집중 투자해야 한다. 양자기술을 적용하고 해결할 수 있는 문제들을 발굴해 산업 생태계를 만들어 준다면 외국 전문인력도 유입할 수 있고 기술경쟁에서도 우위를 가질 수 있을 것이다.”

●실패 과정서 습득 노하우 타분야 적용

-산업생태계 형성에서 중요한 점은 무엇인가.

김정상 “성공한 기업가들의 공통점은 큰 실패를 해 봤다는 것이다. 첨단기술 분야에 처음 진입할 때는 위험 부담이 클 수밖에 없다. 양자기술이라는 새로운 분야에 뛰어들어 실패를 하더라도 그것을 디딤돌로 해 새로운 도전을 할 수 있는 분위기를 만들어 주는 것이 중요하다. 양자기술 확보에서 정부의 역할은 바로 그런 분위기를 조성하는 것이다.”

이경수 “위험부담이 있는 분야 연구에 뛰어들 때 한국의 많은 연구자들은 실패하면 감사를 받거나 법적 부담 걱정부터 한다. 양자기술을 비롯해 국가전략기술에 대해서는 실패를 하더라도 새롭게 도전할 수 있는 분위기를 만들려고 하고 있다. 또 정부 부처별 벽을 낮춰 자유로운 융합연구가 가능하게 하려고 하고 있다.”

정병선 “정부 연구개발(R&D) 예산을 만들 때 크지는 않더라도 창의·도전·혁신 연구프로젝트를 위한 비용을 마련해 둘 필요가 있다. 또 첨단기술 연구를 할 때는 규제를 덜 받는 시스템이 적용돼야 한다.”

김재완 “새로운 분야에 도전하고 실패하는 과정에서 배우는 것이 많다. 그렇지만 한국에서는 실패를 단순한 실패로 보는 경우가 많다. 실패 과정에서 습득한 노하우들을 생각지 못한 분야에서 활용할 수도 있다. 해당 분야가 아닌 다른 분야에 적용할 수 있는 ‘스핀오프’ 기술도 그런 과정에서 나오는 것이다.”

김정상 “미국 정부는 처음 양자컴퓨터를 개발할 때 위험 부담이 크기 때문에 규모는 크지 않지만 작은 단위로 꾸준히 지원해 디딤돌을 만들어 주는 전략을 썼다. 실리콘밸리에서도 창업기업의 90%는 크게 성공하지 못한다. 90%는 실패하지만 10%가 엄청난 부가가치를 창출하는 것이다. 장기적으로 보면 그 10%를 위해 투자하는 것이 맞다. 양자기술도 마찬가지다.”