한국과학기술정보연구원

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양자 산업의 서막 : 우리는 무엇을 준비해야 하는가?

양자 기술은 연구의 영역을 넘어 산업의 핵심으로 부상하고 있다. 전 세계가 투자 경쟁에 나선 지금, 우리는 어떤 전략으로 다가올 양자 산업 시대를 준비해야 할까?

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NISQ 패러다임에서의 양자 알고리즘 활용연구

현실적 한계 속에서도 NISQ 알고리즘은 새로운 가능성을 열고 있으며, 불완전한 기술 속에서 실질적 성과를 향한 도전이 계속되고 있다.

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과학기술 연구데이터를 위한 안전한 양자 암호 통신

수학적 기반의 PQC와 물리 법칙에 기반한 QKD를 결합한 하이브리드 양자암호통신이 주목받고 있다. KISTI는 국가 연구망에 이를 적용해 과학기술 연구데이터를 안전하게 보호하는 인프라를 구축하며, 양자직접통신·양자동형암호 등 차세대 보안 기술 연구를 이어가고 있다.

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지역을 품은 과학기술, 확장되는 KISTI 지식인프라 현장

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지역을 품은 과학기술, 확장되는 KISTI 지식인프라 현장   수도권지원 수도권지원은 8월 12일 서울 성수동 팩토리얼 타운홀에서 ‘Lab-to-Market, 디바이스 AX 실용화를 위한 기회와 도전 과제’를 주제로 국내 인공지능 전환(AI Transformation, AX)의 산업 적용과 기술 실용화 방안을 모색하는 ‘2025년 제3차 Emerging AX 지식연구회’를 개최했다. 40여 명의 전문가와 기업 관계자가 참석한 이번 세미나에서는 디바이스 AX의 개념, 산업 내 적용 가능성, 중소기업의 기술 사업화 전략 등 다양한 주제를 다뤘다. 주요 전문가 세션으로 이종욱 삼성증권 팀장이 ‘AI 산업의 패러다임 변화: 인프라→디바이스→서비스’를 주제로 디바이스 중심의 AI 기술전환 흐름과 함께 시장전략 수립의 중요성을 제시했고, 이상헌 디퍼아이 대표의 ‘엣지 AI 반도체의 진화와 시장구조 재편’, 박철 코스모다이나믹 대표의 ‘AI-로보틱스 기반 행동 제어의 진화’, 이재영 에스앤피랩 대표의 ‘온디바이스 기반 마이데이터 플랫폼과 신사업 모델’ 발표와 함께 디바이스 AX가 산업 현장에서 어떻게 실용화되고 있는지를 다양한 관점에서 조망했다. 이어진 패널토론에서 경기도 경제과학진흥원 신민철 팀장은 판교테크노밸리와 디지털 오픈랩을 연계한 수도권 스타트업 생태계 기반 AX 실용화 허브 확대 가능성과 차별화된 강점을 설명하며 “수도권 거점 인프라와 스타트업 생태계의 결합을 통해 디바이스 AX 기반의 중소기업 및 스타트업의 신사업 창출과 고부가가치 시장 진입이 본격화될 수 있다”고 밝혔다.   호남지원 출연(연) 지역조직들은 지역 주력 및 주축산업과 관련해 각 기관에서 보유한 중점 산업 분야로 연구역량 및 인력이 집중되어 있으며, 특히 광주·전남지역의 경우 연구 분야가 매우 다양 하고 상이함에 따라 현장 수요 중심의 연구 기획 및 지역조직 간 네트워크 활성화 방안이 필요하다. 특히 2025년에는 ‘광주·전남 지역 내 전략기술(산업활용·혁신AI) 혁신환경 구축을 위한 산·학·연·정 협의체 운영 및 연구과제 기획’이라는 과제명을 통해 지역의 비교우위 자원과 산업 특성・강점을 강화할 수 있는 출연(연) 지역조직 협의체 주도의 혁신기관 연계형 협력 연구사업 기획을 진행하고 있으며, 9월 3일 1차 킥오프(Kickoff) 행사를 한국생산기술연구원 서남지역본부 국제회의실에서 개최했다. 회의에서는 전남권 출연(연) 지역조직 정책연구 추진계획 소개와 함께 추진 신규 과제 및 도입 인프라 현황 공유를 진행했으며, 특히 국가과학기술연구회(NST) 지역혁신팀, 광주연구개발특구, 전남테크노파크, 광주테크노파크 등 지역 내 과제 기획 및 관리를 진행하는 기관들이 함께 참석해 미래 신산업 추진계획 및 기획추진 방향을 공유하는 자리를 가졌다. 이를 통해 출연(연)이 지역의 기업과 대학과의 연계 강화를 통해 지역 미래산업의 공공연구 추진을 주도하고, 연구역량을 상호 강화하는 시너지 창출 기회의 장으로 마련할 예정이다. 특히 수도권 대비 혁신역량이 부족한 지역 내에서 출연(연)을 중심으로 공공 연구기관, 대학 등의 혁신기관들이 과학기술 주도의 임무를 부여할 수 있는 기반이 될 기회로의 역할이 기대되고 있다.   부산·울산·경남지원 부산·울산·경남지원은 지난 8월 1일 부산디자인진흥원 세미나실에서 ‘제2회 부산AX협의체 AI포럼’을 개최했다. 이번 포럼은 부산 AX협의체 회원사와 제조·설계·디자인 산업 종사자 등 30여 명이 참석한 가운데, 인공지능 전환(AX)에 대한 지역 산업계의 인식 제고와 실무 역량 강화를 목적으로 마련되었다. 포럼은 ‘AI 기반 제조설계 플랫폼 동향 및 활용 사례’를 주제로 진행되었으며, 오토데스크코리아(Autodesk) 임직원이 Fusion 등 최신 AI 플랫폼 기반의 제조·설계·디자인 미래 전망을 발표했다. 이어 유튜버 ‘개념탑재술(TOP JAE)’이 오토캐드 (AutoCAD)와 같은 AI 툴 활용의 실질적 사례를 소개해 현장의 높은 관심을 이끌었다. 이번 행사는 부산·울산·경남지원을 비롯해 동남권디자인산업 협회, 한국산업단지공단 부산지역본부, 부산대학교 창업지원 단, 부산벤처기업협회 등으로 구성된 AX협의체가 함께 협력해 운영되었다. 부산·울산·경남지원은 이번 포럼을 통해 지역 제조업 및 ICT 분야의 디지털 전환을 촉진하고, 산·학·연·정 협력 네트워크를 강화하는 역할을 수행했다. 또한, 포럼은 단순 기술 교류를 넘어 비전공자도 쉽게 접근할 수 있는 AI 실무 교육의 장으로, 향후 지역기업들이 AI를 활용한 생산성과 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다. 이번 성과는 부울경 산업의 지속적인 혁신을 이끌어내는 밑거름이 될 전망이다.   대구·경북지원 7월 18일 개최된 ‘산업용 헴프(HEMP) 지식연구회’는 지난 3월 경북에서 발생한 대규모 산불로 피해를 입은 산업용 헴프 재배 관련 회원사의 보유기술을 활용한 신규 아이템 개발 및 헴프 소재와 미생물을 활용한 신규 응용 분야 발굴을 목적으로 개최되었다. 한국한의학연구원, 경북바이오산업연구원 및 지식연구회 회원사의 전문가들이 ‘천연물 소재 기반의 천연 화장품 개발 동향’, ‘산업용 헴프 규제자유 특구의 전망 및 변화’, ‘헴프 미생물을 활용한 병충해 저감 기술’, ‘대마 줄기 섬유 개발’ 등에 대해 발표했다. 특히, 지식연구회 회장으로 새롭게 취임한 ㈜메디센서의 구본탁 대표는 ‘헴프 및 지역 천연물 소재’를 활용한 파이토케미칼(phytochemicals) 관련 시설과 새로운 사업을 위한 스마트팜 시설 소개를 통해 지식연구회에 참가한 20여 명의 참가자와 헴프 및 천연물 분야의 상생을 위한 지속적인 협력을 요청했다. 대구·경북지원이 참여하는 ‘산업용 헴프 지식연구회’는 산업용 헴프 산업 활성화를 위해 지식연구회 회원사들과 농림 축산식품부, 중소벤처기업부 등의 차년도 신규 사업 과제를 기획 중이며 향후 그 성과가 기대되고 있다.

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Play KISTI KISTI 공식 유튜브 채널에서 주목할 만한 새로운 과학기술과 관련된 영상들을 소개합니다. 큐알코드를 통해 해당 콘텐츠를 영상으로 더욱 자세히 만나볼 수 있습니다. 1. 바이오 연구, 데이터로 혁신하다, K-BDS와 K-BDI 플랫폼 소개 바이오 분야는 데이터 중심의 연구 전환이 빠르게 진행되고 있습니다. 실험 중심이던 바이오 과학은 이제 고성능 컴퓨팅과 AI를 기반으로 정밀 분석과 융합 기술의 시대로 나아가고 있습니다. 이 변화의 중심에서 KISTI는 디지털바이오컴퓨팅연구단을 통해 디지털 바이오 연구의 새로운 기반을 마련하고 있습니다. 이번 콘텐츠에서는 KISTI 디지털바이오컴퓨팅연구단이 개발·운영 중인 대표 플랫폼 K-BDS와 K-BDI를 소개합니다. [K-BDS] 국가 바이오 데이터 스테이션, 누구나 활용 가능한 분석 인프라 K-BDS는 각 부처에 흩어져 있는 바이오 데이터를 연계·통합하여 제공하는 국가 바이오 데이터 허브 플랫폼입니다. KISTI는 이 플랫폼의 분석 활용 환경 구축 및 운영을 전담하고 있으며, 다음과 같은 기능을 제공합니다. · 클라우드 기반 고성능 분석 환경 제공 · 전문 연구자 및 신진 연구자 모두 접근 가능한 시스템 설계 · 데이터셋·분석 도구 공유를 위한 데이터 마켓 플레이스 운영 · 연구자 수요 기반 과제지원 프로그램 운영(연간 40건 이상) 특히 K-BDS 분석 시스템을 활용한 논문 중 약 90%가 상위 20% 저명 학술지에 게재되는 등 질적 성과 면에서도 우수성이 입증되고 있습니다. [K-BDI] AI 중심의 디지털 바이오 연구 플랫폼 K-BDI는 AI 기반 분석을 중심으로 한 디지털 바이오 연구 혁신 플랫폼입니다. 바이오 빅데이터를 사전 학습된 AI 모델로 분석할 수 있도록 클라우드 기반의 서비스를 제공하며, 다음과 같은 기능을 갖추고 있습니다. · 질환별 AI 사전 학습 모델 및 응용 모델 제공 · 사용자가 직접 데이터를 업로드해 AI 분석 가능 · 데이터셋과 모델 공유를 통한 협업 기반 연구 지원 · 분석 결과를 실시간 확인할 수 있는 Jupyter Notebook 연동 현재는 대사질환, 암, 치매, 천연물 등 다양한 질환 영역을 중심으로 AI 모델과 데이터셋이 탑재 중이며, AI 모델 개발 → 응용 분석 → 실시간 서비스 제공으로 디지털 바이오 연구의 선순환 생태계를 구축하고 있습니다. 향후에는 연합 학습 기반의 진단 모델. 개인 맞춤형 바이오 분석 서비스 등으로 확대될 예정입니다. 디지털 바이오 시대, KISTI 디지털바이오컴퓨팅연구단은 K-BDS와 K-BDI를 통해 정교한 분석, AI 융합 기술, 연구자 중심의 플랫폼 생태계를 실현하고 있습니다. 데이터로 여는 바이오 혁신, KISTI가 만드는 새로운 생명과학의 길을 기대해 주세요. 2. R&D 데이터, 전략이 되다, NTIS센터와 대표 서비스 소개 2008년 시작된 국가과학기술지식정보서비스(NTIS)는 방대한 국가의 연구개발(R&D) 데이터의 투명성, 접근성, 활용성을 높이기 위해 KISTI가 중심이 되어 운영하고 있으며, 단순한 데이터 통합 플랫폼을 넘어 데이터 기반 정책 설계와 전략 수립의 기반 시스템으로 자리매김했습니다. 특히 NTIS센터는 이 방대한 정보를 더 쉽게, 더 똑똑하게 활용할 수 있도록 사용자 중심의 서비스 기획과 고도화 작업을 수행하고 있습니다. 이번 영상에서는 NTIS센터가 개발·운영 중인 두 가지 대표 분석 서비스를 소개합니다. [R&D TAB] R&D의 나침반이 되는 실시간 분석 서비스 R&D TAB은 정책 수립자가 국가의 주요 현안을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 설계된 대시보드 기반 분석 서비스입니다. 기존에는 사용자가 데이터를 직접 찾고 정제해야 했다면, R&D TAB은 다양한 데이터 분석 결과를 자동으로 제공하여 현황 파악과 정책 수립에 필요한 시간을 대폭 줄여줍니다. [R&D TEMA] 성과 흐름을 한눈에, 사업화 중심 데이터 분석 서비스 R&D TEMA는 연구개발에서 기술이전, 사업화까지 R&D 전주기 흐름을 구조화하여 보여주는 서비스입니다. R&D TAB이 ‘연구개발의 방향’을 제시한다면, R&D TEMA는 ‘성과의 흐름’을 지도처럼 그려주는 도구입니다. 두 서비스를 함께 활용하면 연구개발의 전략 수립에서부터 실질적 성과까지, 전 과정을 통합적으로 이해하고 과학기술정책의 정밀한 설계를 도울 수 있습니다. 연구자와 정책입안자, 국민 모두가 R&D 데이터를 더 쉽게, 더 현명하게 활용할 수 있도록 지속적인 서비스 혁신을 이어가겠습니다. 3. KISTI 연구성과, 산업으로 이어지다, 기술이전과 성과확산플랫폼 KISTI는 기술의 시장성과 사업화 가능성을 다각도로 분석하고, 연구실에서 탄생한 기술들이 사회 전반에 실질적인 영향을 줄 수 있도록 기술이전 제도를 운영하고 있습니다. 특히 ‘성과확산플랫폼’은 KISTI의 연구성과가 산업계와 효과적으로 연결되게 하는 역할을 하고 있습니다. 이번 영상에서는 기술이전의 흐름과 함께 성과확산플랫폼의 특징을 소개합니다. [성과확산플랫폼] 연구성과와 산업을 잇는 기술정보 허브 KISTI 성과확산플랫폼은 연구성과를 집약해 제공하는 기술사업화 지원 플랫폼입니다. 기업은 플랫폼을 통해 KISTI가 보유한 다양한 우수 기술을 한눈에 확인하고, 기술이전 관련 상담과 협력을 요청할 수 있습니다. 성과확산플랫폼에서는 분야별 보유 기술 및 우수 기술 소개, 기술 완성도를 나타내는 기술성숙도(TRL) 등급 확인, 기술이전 및 사업화 성공 사례 열람 등의 기능과 정보를 제공합니다. KISTI의 기술이전은 단순한 ‘기술 양도’로 끝나지 않습니다. 기업이 성과확산플랫폼을 통해 기술이전 의사를 밝히면, 기술이전 상담 및 협상 과정에서 기술의 시장 가치, 기술료 조건, 기업의 기술 적합성 평가 등이 이뤄지며, 최종적으로 실시계약이 체결됩니다. 이후에는 기술을 실제로 활용할 수 있도록 교육과 기술지도, 상용화 실태조사, 사업화 지원 등의 사후관리 서비스까지 체계적으로 제공됩니다. KISTI의 기술이전, 어떤 기술이 있나요? 현재 KISTI는 데이터 분야(교통 정보제어 시스템 기술), 네트워크 분야(양자 암호 통신 자원 관리 기술), AI 분야(치매 예측 장치 및 알고리즘) 등과 더불어 다양한 기술이 기업의 손길을 기다리고 있으며, 연구와 산업의 다리를 놓는 KISTI의 역할은 계속되고 있습니다.

ASTI Market Insight가 주목한 6가지 미래 산업 핵심 기술

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ASTI Market Insight가 주목한 6가지 미래 산업 핵심 기술 인공지능(AI)과 첨단 기술의 융합은 우리가 상상하는 범주를 뛰어넘는 새로운 가능성을 끊임없이 창출하고 있다. 이러한 변화의 흐름 속에서 「ASTI Market Insight」는 미래 산업을 이끌어갈 여섯 가지 핵심 기술 트렌드에 주목했다. HUD 헬멧부터 양자 암호 기술, 벡터 데이터베이스, 개인 정보 보호 강화 기술, AI 주문형 반도체(AI ASIC), 그리고 통풍치료제에 이르기까지 이 기술들은 각자의 분야에서 깊이 있는 혁신을 이루며 시장의 새로운 지평을 열고 있다. 이 기술들이 그려낼 미래 시장의 모습을 심층적으로 탐구해 본다. 1. HUD 헬멧 HUD(Head-Up Display) 헬멧은 이륜 자동차(또는 오토바이) 운전자가 교통사고 발생 시 머리를 보호하거나 내비게이션, 위험 안내 등의 정보를 제공하는 안전용품이다. 주요 부품으로는 외부의 충격에서 머리를 보호하고 피부와의 접촉에서 촉감이 뛰어나면서 방풍, 방수, 방습 등에 적합한 고기능성 소재로 구성되는 헬멧과 운행 정보나 주변 환경 정보를 시각적 정보로 가공해 운전자의 한쪽 눈(단안식)이나 양쪽 눈(양안식) 을 통해 영상을 맨눈으로 직접 볼 수 있는 투과형 디스플레이, 그리고 현실 세계 영상과 혼합하는 AR(Augmented Reality)로 볼 수 있는 비투과형 디스플레이를 들 수 있다. 그리고 HUD 헬멧은 운행 정보나 주변 환경 정보를 수집할 수 있는 전후방 카메라, 속도 센서, 위험 감지 센서 등을 통해 수집된 정보를 분석, 처리, 제공하는 제어부, 각종 전장품을 동작할 수 있도록 배터리를 통해 전원을 공급하는 전원부로 구성되어 있다. HUD 헬멧의 세계 시장 규모를 살펴보면, 2022년 1.29억 달러를 기록한 후 연평균 30.9%라는 높은 성장률을 보이며 2028년에는 6.49억 달러에 이를 것으로 전망된다. 사용자 분류별로도 그 성장세가 두드러지는데, 레이싱 전문가용 HUD 헬멧은 2022년 0.82천 개에서 2028년에는 4.73천 개로 증가해 연평균 33.9%의 성장률을 보일 것으로 예상된다. 또한, 일반 사용자용 헬멧 역시 같은 기간 0.38천 개에서 2.77천 개로 늘어나, 연평균 39.2%라는 가파른 성장세를 기록하며 지속적인 성장이 기대되고 있다. HUD 헬멧 시장은 지역별로도 큰 성장이 예상된다. 유럽은 2022년 0.58억 달러에서 연평균 28.7% 성장하여 2028년 2.64억 달러 규모로 선두를 지킬 것이며, 남아메리카는 2022년 0.39억 달러에서 연평균 31.4% 성장하여 2028년 2.01억 달러에 이를 것으로 전망된다. 특히 우리나라는 2022년부터 시행된 중대재해처벌법의 영향으로 산업 안전 및 소방 분야의 안전 강화 제품 수요가 늘면서 HUD 헬멧 수요도 크게 증가할 것으로 보인다. 이처럼 HUD 헬멧 시장은 안전 확보와 기술 발전이라는 두 축을 기반으로 앞으로도 큰 폭으로 성장할 것으로 전망된다. 2. 양자 암호 기술 양자 암호 기술은 양자의 물리적인 특성인 양자 얽힘(entanglement), 양자 중첩(superposition), 불확정성의 원리(Uncertainty principle)를 이용하는 보안 기술이다. 즉, 양자의 특성 때문에 양자 상태로 전달된 정보를 수신자가 아닌 제3자가 관측하거나 신호를 가로채면 양자의 상태에 변화가 발생하면서 데이터에 손실이 발생해 해당 정보를 확인할 수 없게 하는 기술이다. 양자 암호 기술은 용어 속에 ‘양자’라는 말이 포함되어 있어서 양자 컴퓨터와 관련이 있는 것처럼 보이지만, 양자 암호 기술은 양자의 특성을 이용한 암호로서 양자 컴퓨터와는 무관하다. 다만 사물 인터넷 (Internet of Things, IoT), 도심 항공 교통(Urban Air Mobility, UAM), 자율주행 모빌리티 등과 같은 첨단 ICT 기반 미래 기술에 필수적이면서도 오히려 군사 시스템, 국가 보안망, 각종 통신망의 보안을 순식간에 뚫어낼 위협적인 존재가 될 수 있는 양자 컴퓨터가 실용화되었을 때를 가정한 상태에서 보안을 강화한 알고리즘이라고 할 수 있다. 대표적인 양자 암호 기술로는 송신자와 수신자 두 사람만 알고 있는 비밀 키를 양자를 이용해 통신상에서 나누어 가질 수 있는 양자 키분배(Quantum Key Distribution, QKD) 방식과 양자 컴퓨터로도 풀기 어렵다고 알려진 수학 문제에 기반을 두고 SW만으로 구현 가능한 양자 내성 암호(Quantum resistant cryptography)로도 불리는 포스트 양자 암호(Post quantum cryptography, PQC)를 들 수 있다. 국내에서는 SKT, KT, LG유플러스 등 이동통신 3사가 양자 암호 기술 개발과 상용화에 적극적으로 나서며 치열하게 경쟁하고 있다. 양자 암호 기술의 세계 시장 규모는 2017년 1.32억 달러에서 2022년 4.06억 달러로 급성장했으며, 2023년 5.36억 달러를 기점으로 연평균 41.2%의 높은 성장률을 기록, 2028년에는 30.09억 달러에 이를 것으로 전망된다. 3. 벡터 데이터베이스 벡터 데이터베이스는 텍스트, 이미지, 오디오 등 비정형 데이터의 특징을 수치화한 ‘벡터 임베딩’으로 저장해 기존 방식보다 훨씬 정확하고 의미적인 검색 결과를 제공하는 차세대 데이터베이스이다. 벡터 데이터베이스는 기존 전통적인 데이터베이스의 색인 기능이 아닌 의미적 유사도 기반의 정보 검색을 목적으로 하기 때문에 사용자의 의도를 가장 잘 이해하고 원하는 결과를 제공해 줄 수 있는 추천 시스템에서 활용도가 높아서 실제로 넷플릭스, 유튜브, 스포티파이, 틱톡, 디즈니+ 등 스트리밍 서비스에서 개인화 추천을 위해 활용되고 있다. 향후 로봇·자율 주행 시장의 확대, 바이오·헬스케어 분야에서의 인공지능(AI) 도입 가속화는 벡터 데이터베이스 시장의 성장을 촉진할 것으로 예상된다. 벡터 데이터베이스의 밸류체인은 소프트웨어 공급자, 서비스 공급자, 기술 공급자, 하드웨어 공급자, 최종 사용자로 구성된다. 이 시장은 2023년 15.05억 달러에서 연평균 23.3% 성장하여 2028년 42.93억 달러 규모에 이를 것으로 예측된다. 벡터 데이터베이스는 현재 추천 시스템, 챗봇, 멀티미디어 콘텐츠 검색 등 다양한 AI 응용 분야에서 핵심적인 역할을 수행하고 있으며, 자율주행 기술, 의료 AI 솔루션 등 복합적인 정보를 처리해야 하는 고도화된 AI 분야에서의 활용도가 더욱 높아질 전망이다. 4. AI 주문형 반도체 AI 반도체는 딥러닝이 요구하는 수십~수천 테라 플롭스의 연산을 실제 산업에 응용할 수 있도록 높은 성능과 낮은 전력으로 실행 가능한 반도체로 정의되며, 기존의 CPU나 메모리 반도체 대비 병렬처리 능력이 뛰어날 뿐만 아니라 AI 알고리즘의 학습과 추론을 위한 대규모 연산을 효율적으로 처리할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 일반적으로 AI 반도체는 아키텍처 구조 및 기술유형에 따라 GPU, FPGA, ASIC 및 뉴로모픽 반도체 등으로 분류되는데, 특히 2세대인 AI 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, AI ASIC)는 일반적인 마이크로프로세서나 메모리와 같은 표준 칩과 달리 특정 용도를 위해 제작된 주문형 반도체로서 주로 휴대폰, 네트워킹 장비, 자동차, 의료 기기와 같은 성능, 효율성, 크기, 전력 소비, 보안에 대한 엄격한 요구 사항을 가진 응용 분야에 사용되고 있다. 세계 시장 규모는 2021년 32백만 달러에서 연평균 91.9%의 급격한 성장을 통해 2027년에는 50억 달러에 달할 것으로 전망된다. 이 시장은 브로드컴, 엔비디아, 화웨이와 같은 기존 대기업은 물론, 세레브라스, 그래프코어, 그록 등 혁신적인 스타트업들도 막대한 투자를 받아 기술 개발에 적극적으로 참여하고 있다. AI 반도체의 특성상 높은 수준의 기술진입 장벽을 가지고 있으나, 해당 기술을 활용한 응용분야로 디지털전환 유지보수 및 기술 서비스 영역으로의 확장성을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 5. 통풍치료제 통풍(Gout)은 요산이 몸 밖으로 빠져나가지 못하고 혈액 내에 요산의 농도가 높아지면서 과도하게 축적되어 모래 알맹이 같은 결정체로 변하게 되면, 이 요산 결정체가 관절의 연골, 힘줄 등 조직에 침착되어 반복적으로 염증반응을 일으키는 만성 전신대사질환이다. 이 결정은 관절 염증을 유발하고 극심한 통증을 동반하며 부는 바람에 맞아도 고통을 느끼기에 통풍이라고 한다. 요산은 우리가 먹는 여러 음식이 소화되어 최종적으로 대사된 후 나오는 물질로 보통 혈액 내에 녹아 있다가 소변으로 배출된다. 요산은 퓨린의 마지막 대사물로서 잔틴 산화효소(xantine oxidase)라는 효소를 갖고 있는 간과 소장에서 합성되어 혈장, 체액, 관절액 내에서는 이온화된 형태인 요산염(monosodium urate)으로 존재하며, 혈청요산이 증가하거나 요산배설이 감소하거나, 또는 이 두 가지 기전이 함께 존재할 때 고요산혈증이 발생한다. 통풍 환자는 대부분 혈액 내 요산이 정상치 이상으로 높은 ‘고요산혈증’을 가지고 있으나, 아무 증상 없이 고요산혈증인 사람이 훨씬 더 많기 때문에, 요산이 높다고 모두 통풍 환자인 것은 아니지만, 통풍 관절염은 고요산혈증이 심할수록, 또 기간이 오래될수록 발병할 가능성이 커진다. 최근 우리나라의 통풍 환자는 고령화, 비만 인구의 증가, 고기 위주의 식습관, 대사성 질환의 증가 등으로 인해 급속하게 증가하고 있고 임상적으로 무증상이며, 고요산혈증, 급성 발작, 간헐기 통풍, 만성 재발 결절 통풍의 4단계로 나눌 수 있다. 통풍치료제의 세계 시장은 2023년 6조 8,410억 원 규모에서 연평균 9.3% 성장하여 2028년 10조 6,759억 원 규모로 확대될 것으로 전망된다. 현재 고요산혈증 환자 및 당뇨병, 심부전 등 동반 질환이 있는 환자를 위한 새로운 치료법과 전문적으로 표적화된 치료법, 투여 가능 횟수가 제한되지 않는 새로운 치료법 등의 개발이 절실한 상황이다. 6. 개인 정보 보호 강화 기술 최근 온라인 서비스나 모바일 애플리케이션을 활용하는 사용자의 개인 정보가 유출되었다는 기사가 급증하고 있다. 개인 정보 유출을 막기 위해서 연구되고 있는 다양한 형태의 개인 정보 강화기술(Privacy Enhancing Technology, PET)은 특정 개인 정보나 데이터 보호 기능을 달성하기 위해서 개인 정보를 외부 위협으로부터 보호하기 위한 기술이나 방법 등을 일컫는 말로 OECD에 따르면, 개인 정보 보호를 위해 도입되는 기술로는 데이터 익명화, 데이터 암호화, 연합 학습으로 나누고 있다. 개인 정보 보호 기술의 발전에 힘입어 대용량 개인 정보 분석이 필수적인 빅테크 기업을 중심으로 개인 정보 보호 기술이 모바일 애플리케이션이나 스마트 기기 등에 접목되고 있다. 따라서 초개인화 시대에 접어드는 현 시점에서의 개인 정보 보호 기술은 사용자의 요구 사항을 만족하는 개인 정보 분석을 위해서 필수적인 기술로서 향후 맞춤형 솔루션 등 다양한 고객군과 다변화된 기술 수요가 기대되면서 정보 보호 기술 시장의 성장성과 잠재력은 높아질 것으로 예상된다. 이러한 배경 속에서 세계 PET 시장은 크게 성장해 2030년에는 96.8억 달러 규모에 달할 것으로 예상되며, 연평균 23.1%의 성장률을 보일 전망이다.

양자 컴퓨팅 활용 현실화, SW를 중심으로

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양자 컴퓨팅 활용 현실화, SW를 중심으로 KISTI ISSUE BRIEF | 제82호 |류정희·김윤정·황명권·윤병성·전인호    1925년 하이젠베르크의 양자역학 논문 이후 100년이 지난 현재, 양자정보과학기술, 특히 양자 컴퓨팅은 인공지능(AI)과 함께 미래를 혁신할 핵심 기술로 주목받고 있다. 미국, 중국 등 주요국과 구글, IBM 같은 빅테크 기업들이 막대한 투자를 통해 경쟁하고 있으며, 우리 정부도 2030년대 후반 범용 양자 컴퓨터 상용화를 목표로 1,000큐비트급 시스템 구축 및 핵심 기술의 연구개발(R&D)을 추진 중이다. 특히, 양자 소프트웨어(Software, SW)는 글로벌 시장 선점을 위한 중요한 기회로 평가된다. 이번 「이슈 브리프 82호」에서는 KISTI가 개발한 양자 컴퓨팅 시스템 에뮬레이터(양자가상머신) 및 클라우드 서비스, 고전(CPU)-양자(QPU) 하이브리드 컴퓨팅 SW 등을 중심으로 양자 컴퓨팅 서비스·활용체계 구축 연구내용을 소개하고, 양자 SW 발전 방향과 이를 뒷받침할 국가 정책 방안을 제언한다. 양자정보과학기술 개요 및 양자 컴퓨팅의 중요성 양자정보과학기술(QIST)은 양자역학의 중첩과 얽힘 특성을 정보통신기술에 적용하는 것으로, 양자 컴퓨팅, 양자 통신, 양자 센싱으로 분류된다. 이 기술은 국가 안보와 기술 주도권 경쟁의 핵심으로 부상하고 있으며, 미국(4조 원 투자 계획), EU(10억 유로 지원), 중국(19조 원 투입) 등 주요국들 또한 대규모 투자와 함께 자국 기술 보호를 위한 수출 통제를 강화하는 등 기술 선점을 위해 치열하게 경쟁하고 있다. <양자 컴퓨팅 기술의 잠재적 활용성 (OECD)> 양자 컴퓨팅은 슈퍼컴퓨터로 해결하기 힘든 난제를 풀어낼 혁신 기술로, 의학 및 헬스케어, 기아 해소 및 물 위생, 에너지 등 다양한 분야에서 퀀텀 점프를 이끌 것으로 기대된다. 예를 들어, 신약 개발, 질병 치료, 스마트 농업, 물 관리 효율 증대, 수소 에너지 생산 효율 향상 등에 크게 기여할 수 있다. 현재 컴퓨팅 기술의 한계를 넘어 실제 적용 사례가 나타나고 있으며, 양자 컴퓨팅의 활용 현실화와 SW 기술 발전이 중요하게 다루어지고 있다.     양자 컴퓨팅 기술·정책 동향 양자 컴퓨터 하드웨어 분야에서는 구글의 오류정정 기술이 적용된 ‘윌로우(Willow)’, IBM의 1,000큐비트 이상 ‘콘도르 (Condor)’ 개발 및 4,000큐비트 목표 등 주요 기업들이 큐비트 수를 늘리고 성능을 향상시키기 위해 초전도 소자, 이온 포획등 다양한 구현 방식에 적극적으로 투자하고 있다. 양자 SW는 펌웨어, 미들웨어, 컴파일러, 프로그래밍 언어, 응용 프로그램 등으로 나뉘며, 시뮬레이터와 에뮬레이터도 중요한 부분을 차지한다. IBM, 구글, 마이크로소프트 등은 양자 알고리즘부터 하드웨어 실행까지 아우르는 SW를 개발하고 있으며, 아마존의 ‘브라켓(Braket)’ 같은 클라우드 기반 서비스도 활발하다. 키스킷(Qiskit), 써크(Cirq) 등 오픈소스 프레임워크와 OpenQASM(Open Quantum Assembly Language) 같은 언어 표준화도 빠르게 진행되고 있으며, 양자 컴퓨팅 활용 현실화를 위한 SW 분야의 발전이 중요하게 부각되고 있다. 미국은 「국가 양자 이니셔티브 법」을 통해 양자 기술에 지속적으로 투자하며 글로벌 기술 리더십을 유지하려 하고 있다. 최근에는 에너지부가 6,500만 달러를 지원하고, 상원에서는 향후 5년간 25억 달러 투자를 제안했다. 중국은 세계 최대 규모의 공적 자금을 투입하고 양자 컴퓨터를 미래 핵심 제품으로 지정하며 전략적으로 지원하고 있다. 5개(년) 계획을 통해 2030년까지 양자 컴퓨터 개발을 추진 중이다. 우리나라는 「양자과학기술 전략」, 「양자과학기술 및 양자산업 육성법」 제정, 그리고 ‘퀀텀 이니셔티브’ 추진을 통해 법적 기반을 마련하고 투자를 확대하고 있다. 1,000큐비트급 양자 컴퓨팅 기술 개발과 풀스택 시스템 구축 등을 목표로 전략적인 R&D를 진행 중이다. 양자 컴퓨팅 서비스 및 활용체계 구축 우리 정부는 2030년대 후반 범용 양자 컴퓨터 상용화에 대비하여 양자 컴퓨팅 기술 개발에 매진하고 있다. ‘양자 컴퓨팅 연구인프라 구축’ 사업을 통해 1단계로 50큐비트급, 2단계로 1,000큐비트급 양자 컴퓨터 구축 및 클라우드 서비스를 목표하고 있다. 또한, ‘양자과학기술 플래그십 프로젝트’로 한국형 독자 시스템 개발도 추진 중이다. 이와 함께 양자 프로세서, 오류정정기술 등 핵심 하드웨어 기술은 물론, 양자 알고리즘, 응용 SW, 시스템 SW 개발도 병행하며, 특히 양자 시뮬레이터와 에뮬레이터는 상용화전 알고리즘 및 회로 검증에 중요한 역할을 하고 있다. 초전도 기반 양자 컴퓨팅은 조셉슨 소자를 활용, 대규모 범용 양자 컴퓨터 구현에 가장 유력한 기술이다. 극저온 제약이 있지만 빠른 연산 속도와 확장성이 강점이다. 정부는 국내 연구자 대상 서비스를 목표로 ‘초전도 기반 50큐비트 양자 컴퓨팅 시스템 개발’ 과제를 통해 풀스택 시스템을 구축하고 있다. 핵심 요소기술 개발, 에뮬레이터 구축, 클라우드· 테스트베드 서비스 연구 등이 포함된다. 현재 1단계(2022.6~2025.3)에서 20큐비트급 시스템 구축과 30큐비트급 에뮬레이터 개발 및 클라우드 서비스 시연을 완료했다. 2단계(2025.3~2027.3)에서는 50큐비트급 시스템 구축 후 클라우드 서비스가 제공될 예정이다. 이 성과는 양자 컴퓨팅 성능 향상 및 컴퓨팅 난제 해결, 관련 첨단 연구에 기여할 것으로 기대된다. <초전도 기반 50큐비트 양자 컴퓨팅 시스템 개념도 및 연구기관별 역할> KISTI는 30큐비트급 양자회로 에뮬레이터 소프트웨어 및 클라우드 기반 서비스 환경을 성공적으로 구축하며 양자 컴퓨팅 연구를 지원하고 있다. 분산병렬처리 기술을 활용해 에뮬레이터 속도를 유의미하게 개선했으며, 주피터랩 및 페니레인 SDK를 기반으로 한국표준과학연구원 양자 컴퓨터와 연동되는 통합 클라우드 환경을 마련했다. ‘퀀텀코리아 2024’ 시연으로 그 성능을 입증하며 양자 SW 스택 원천기술 확보와 생태계 활성화에 기여하고 있다. 또한, 수소 생산·저장·활용 신소재 연구를 위해 양자 시뮬레이터 플랫폼을 개발, 양자 알고리즘으로 수소 생산 촉매 후보 물질 및 신물질을 발굴 중이다. 고전-양자 하이브리드 컴퓨팅 SW 인터페이스를 통해 실제 분자 계산을 성공적으로 검증하며 양자 하드웨어 운영 기술 확보와 생태계 조성에 힘쓰고 있다. KISTI는 미래 혁신 동력인 양자 컴퓨팅 소프트웨어 분야에서 선제적인 기초 연구와 알고리즘 개발의 중요성을 인지하고 있으며, 정부의 적극적인 투자와 국내외 파트너십을 통해 도전적이고 지속 가능한 연구 체제를 구축하고 있다. 특히 미래 양자 시장의 핵심인 양자-HPC 하이브리드 소프트웨어 기술 확보를 위한 장기 로드맵과 실행 전략 마련이 시급하다고 강조한다. KISTI는 초고성능 컴퓨팅 기술과 양자 소프트웨어 역량을 결합하여 글로벌 경쟁력을 강화하고 있으며, 이를 위해 양자 컴퓨팅 클라우드 서비스 플랫폼 구축 및 범부처 협력 강화에 힘쓰고 있다. 나아가 KISTI 과학데이터교육센터와 같은 공공 교육 프로그램을 통한 전문 인력 양성, 양자 알고리즘 챌린지 개최 등 인재 발굴과 생태계 활성화를 위한 다각적인 지원 확대로 양자 기술 생태계 주도권을 확보해 나갈 계획이다.

슈퍼컴퓨터와 양자 컴퓨터의 융합, 미래를 여는 하이브리드 패러다임

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슈퍼컴퓨터와 양자 컴퓨터의 융합, 미래를 여는 하이브리드 패러다임 KISTI는 지금 중요한 도약을 앞두고 있다. 2026년에는 GPU 8,500여 장으로 구성된 약 600페타플롭스급(1초당 60경 번 연산) 슈퍼컴퓨터 6호기가 도입된다. 동시에 100큐비트급(2의 100승 연산 동시 처리) 양자 컴퓨터 도입도 추진 중이다. 전 세계적으로 이 정도 성능을 갖춘 슈퍼컴퓨터와 양자 컴퓨터를 동시에 보유하는 기관은 매우 드물다. 이 엄청난 자원을 어떻게 활용할 것인가, 그 해답을 QWC 2025에서 찾아본다. QWC 2025가 보여준 글로벌 트렌드 QWC(Quantum World Congress)는 세계 최대 규모의 양자 기술 국제행사다. 한국양자산업 협회(KIQA) 주관으로 지난 9월 16일부터 19일 까지 워싱턴 D.C에서 열린 QWC 2025에는 각국의 정부, 산업계, 학계, 투자기관이 모여 양자 기술의 현재와 미래를 논의했다. 우리나라의 오리엔텀, 팜캐드, 인세리브로 등 12개의 양자 관련 기업과 미국의 아톰 컴퓨팅(Atom Computing), 자나두(Xanadu) 등 7개의 양자 전문기업이 1:1 기술 매칭 행사를 진행하는 한편 각국의 양자 전략, 산업화 방향, 인재 양성, 스타트업 혁신 사례 등이 공유되었다. 특히 IBM, 아이온큐(IonQ) 등 세계적인 양자 컴퓨터 선도기업들이 수년 내 100만 큐비트 이상의 양자 컴퓨터를 구현하겠다는 기술 로드맵을 앞다퉈 발표하면서, 양자 기술의 치열한 각축장이 되었다. 특별 세션에서는 ‘양자와 HPC(High Performance Computing, 고성능 컴퓨터)의 접점’이 핵심 의제로 떠올랐다. 양자 컴퓨터 단독으로는 아직 실용적인 문제 해결 능력이 제한적이라는 공감대 속에, 기존 HPC와의 결합이 미래 활용의 현실적인 돌파구가 될 것이라는 논의가 집중적으로 이뤄졌다. 결과적으로 QWC 2025는 단순히 기술 로드맵을 제시하는 자리를 넘어 실제 적용 가능한 하이브리드 접근의 필요성을 국제적으로 협력하는 장이 되었다. 기업들은 HPC와 양자의 결합이 가져올 응용 잠재력에 주목했고, 학계와 정부는 정책적 지원과 연구 생태계 조성의 중요성을 강조했다. KISTI 이식 원장은 “양자 컴퓨터 하드웨어는 예상보다 빠르게 발전하고 있어 향후 2~3년 내 논리큐비트를 활용한 알고리즘 구현이 가능할 것으로 전망된다”며, “국내에서도 상업적 활용과 연구개발 목적을 동시에 추진할 수 있도록 국가 차원의 대응이 필요하다”고 강조했다. 이어 “KISTI는 아이온큐의 양자 컴퓨터 도입을 포함한 국내 활용 인프라를 계획대로 구축해 나갈 것”이라고 덧붙였다. KSC 2025 발표에서 대두되는 양자 컴퓨팅의 현주소 QWC 2025에 앞서 9월 4일과 5일, 삼성동 COEX 에서는 KSC 2025(Korea Supercomputing Conference 2025)가 열렸다. 우리나라를 대표하는 양자 석학 중 한 명인 김기환 칭화대 교수는 기조연설을 통해 이온트랩 양자 컴퓨터의 최신 연구 성과를 소개하며 양자 계산의 도전과 가능성을 조명했다. 그러나 발표가 보여준 현실은 양자 컴퓨터가 여전히 큐비트의 확장성과 오류 보정이라는 근본적인 과제를 안고 있다는 점이었다. 즉, 수십~수백 큐비트의 수준에서는 특정 알고리즘이나 시뮬레이션에서 양자적 우위를 보일 수 있지만, 범용적이고 안정적인 계산 도구로 활용하기에는 아직 갈 길이 멀다고 바라봤다. 왜 하이브리드인가? 이 두 가지 맥락을 종합하면 결론은 분명하다. 양자 컴퓨터는 ‘꿈의 계산기’로 불릴 만큼 병렬적 계산에 있어서는 그 능력이 탁월하지만, 단독으로 연구자들이 직면한 거대 문제를 해결하기 에는 아직 역부족이다. 반대로 슈퍼컴퓨터는 수십 년간 안정적으로 진화하며 수천, 수만 개의 GPU·CPU 노드를 기반으로 방대한 병렬 계산을 소화할 수 있지만, 경우의 수가 다양한 중첩과 얽힘의 문제에서는 구조적 한계를 드러낸다. 따라서 양자 컴퓨터와 슈퍼컴퓨터의 결합, 즉 하이브리드 컴퓨팅은 선택이 아니라 필수다. 슈퍼 컴퓨터는 양자 알고리즘을 설계하고 검증하는 ‘훈련의 장’으로, 양자 컴퓨터는 슈퍼컴퓨터가 한계에 부딪히는 영역에서 새로운 돌파구를 제시하는 역할을 맡아줄 수 있다. 이 상호보완적 관계가 새로운 과학·산업 혁신의 토대가 될 것이다. 하이브리드 컴퓨팅의 대표적 활용 분야는 다음과 같다. 양자 컴퓨터와 슈퍼컴퓨터의 협력 QWC 2025와 KSC 2025가 공통적으로 시사하는 메시지는 분명하다. 양자 컴퓨터 단독으로 성과를 창출하는 것은 아직 이르지만, 슈퍼컴퓨터와 결합하면 새로운 가능성이 열린다는 것이다. 이는 마치 증기기관과 전기가 결합해 산업혁명의 동력을 만든 것처럼, 앞으로의 혁신은 양자-슈퍼컴의 하이브리드 패러다임에서 창출될 수 있을 것이다. 따라서 지금은 기술적 우위를 겨루는 경쟁을 넘어 국제적으로 양자-슈퍼컴 융합 연구 생태계를 구축해야 할 시점이다. KISTI는 슈퍼컴퓨터 6호기와 양자 컴퓨터를 유기적으로 연계해 글로벌 하이브리드 컴퓨팅 시대를 선도할 준비를 이어가고 있다.

양자 컴퓨팅 시대, 소프트웨어가 여는 새로운 연구혁신

Insight

양자 컴퓨팅 시대, 소프트웨어가 여는 새로운 연구혁신 기고 | 류정희 센터장(KISTI 양자정보응용연구센터) 양자역학의 기본 원리가 정립된 지 100년이 지난 오늘날, 양자정보과학기술은 인공지능과 함께 21세기를 대표하는 미래 핵심기술로 부상하고 있다. 특히 양자 컴퓨팅은 기존의 슈퍼컴퓨터로는 해결할 수 없는 난제에 도전하는 새로운 계산 패러다임으로, 주요국과 글로벌 기업이 치열한 연구개발 경쟁을 벌이고 있다. 이러한 흐름 속에서 KISTI는 국가 전략기술 확보와 연구자 지원을 위해 양자 컴퓨팅 소프트웨어 연구개발, 서비스 체계 구축 및 양자 알고리즘, 양자정보이론 연구에 앞장서고 있다. 양자 컴퓨팅은 양자 중첩과 양자 얽힘 같은 양자역학적 특성을 활용해 확률적이면서도 가역적인 연산을 수행하는 기술이다. 이를 통해 기존 컴퓨팅으로는 풀기 어려운 복잡한 문제에 새로운 해결 방안을 제시할 수 있다. 대표적으로 신소 재와 에너지, 금융, 암호, 의학 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 주목받고 있다. 예를 들어, 수소 에너지 생산을 위한 최적 촉매 설계, 물류 운송 효율화를 위한 경로 최적화, 차세대 배터리 소재 시뮬레이션, 신약 개발을 위한 단백질 구조 분석 등이 그 사례다. 이처럼 양자 컴퓨팅은 국가 안보와 산업 경쟁력을 좌우할 핵심 기술로, 미래 기술 패권 경쟁에서 중요한 역할을 담당할 것으로 전망된다. 실제로 미국은 「국가 양자 이니셔티브 법」을 제정해 안정적인 투자 기반을 마련 했고, 유럽연합은 플래그십 프로젝트를 통해 대규모 연구개 발을 진행하고 있다. 중국 역시 막대한 국가 자금을 투입해 세계 최대 규모의 양자연구소를 운영하고 있다. 우리 정부 또한 「양자과학기술 전략」과 「양자산업 육성법」을 제정하고, ‘퀀텀 이니셔티브’를 추진해 2030년대 범용 양자 컴퓨터 상용화를 대비한 연구개발을 본격화하고 있다. 결국, 양자 컴퓨팅은 단순한 기술경쟁을 넘어 국가 생존전략 차원에서 접근되고 있다. 양자정보응용연구센터의 연구성과와 역할 KISTI는 국가슈퍼컴퓨팅본부 내 양자정보응용연구센터를 중심으로 양자 컴퓨팅 소프트웨어 개발 및 양자 알고리즘 활용 연구에 힘쓰고 있다. 대표적인 성과로는 초전도 기반 50큐비트 양자 컴퓨팅 시스템 대상 활용 통합 인터페이스 개발과 서비스 프레임워크 구축을 들 수 있다. 지금은 아래 그림과 같은 형태의 양자 클라우드 서비스 플랫폼을 개발 중이며 플랫폼은 마이크로서비스 아키텍처 구조 기반으로 구성되어 있다. 또한, 초고성능 컴퓨팅 환경에서 동작하는 양자 회로 모사 에뮬레이터와 초전도 기반 양자 컴퓨터와의 연동을 위한 API 서비스 기술을 함께 개발하고 있다. 양자 에뮬레이터는 국립금오공과대학교와 공동으로 개발했으며, 분산 병렬처리 기술을 적용한 초고 성능 컴퓨팅 환경에서 풀 상태 벡터 방식으로 동작한다. 해당 에뮬레이터는 복잡도가 높은 범용 게이트 회로를 대상으로 테스트를 수행했으며, 국가 슈퍼컴퓨터 5호기에서 41큐비트 회로 연산까지 병렬 확장성이 있는 것으로 확인됐다. 실제 서비스에서는 동시 접속자 수 등 다양한 요인을 고려해 연구자들에게 30큐비트급 규모로 제공될 예정이다. 이를 통해 연구자들은 실제 양자 컴퓨터 하드웨어에 적용하기 전 단계에서 양자 알고리즘 검증 및 활용 연구를 수행할 수 있다. 이는 연구의 효율성을 크게 향상시켜 주고, 국내 양자 컴퓨팅 연구자들의 연구 및 교육 활동을 뒷받침하는 중요한 역할을 하게 될 것이다. 또한, 신소재 개발을 위한 광 및 중성원자 기반 양자 시뮬레이터를 개발하고, 수소 에너지 신소재 개발에 활용해 유용성을 검증하는 것을 목표로 소재 혁신 양자 시뮬레이터 개발 사업에도 참여하고 있다. 이 과제에서는 수소 생산 및 저장 신규 물질을 발굴하기 위해 기존의 고전컴퓨팅만을 사용하는 방법론을 벗어나, 양자 시뮬레이터와 고전 컴퓨터를 하이브리드 형태로 활용하는 방법론을 도입했다. 양자정보응용연구센터는 양자-고전 하이브리드 컴퓨팅 인터페이스 소프트웨어 개발을 담당 하고 있다. 2024년에는 광기반 양자 에뮬레이터와 고전컴퓨터의 하이브리드 알고리즘 구동 테스트를 완료했으며, 2025년에는 광기반 양자 시뮬레이터 하드웨어 대상으로 하이브리드 알고리즘 구동 테스트 및 시연을 계획 중이다. 이러한 기술은 향후 본 센터에서 계획 중인 양자-HPC 하이드리브 컴퓨팅 소프트웨어 기술 개발의 기초가 될 것으로 기대된다. 최근 양자정보응용연구센터는 과학기술정보통신부가 추진하는 양자 컴퓨팅 서비스 및 활용체계구축 사업의 주관기관으로 선정됐다. 이번 사업에는 메가존클라우드가 공동연구기관으로, SDT 주식회사, 숙명여자대학교, 광주과학기술원(GIST), 국립금오공과대학교 등이 위탁연구기관으로 참여한다. 특히, 이온 트랩 기반 양자 컴퓨터 제조회사인 아이온큐(IonQ)의 차세대 시스템 ‘Tempo’가 KISTI 대전 본원에 도입·설치될 예정이며, 이를 통해 양자 컴퓨터 구축부터 서비스 플랫폼 개발 및 구축, 양자 컴퓨터-슈퍼컴퓨터 하이브리드 컴퓨팅 기술 개발, 사용자 지원 및 확산 등 다양한 영역에서 사업이 추진된다. KISTI는 오랫동안 국가 슈퍼컴퓨팅 인프라 운영 및 서비스 경험을 축적해 온 만큼, 이번 양자 컴퓨팅 인프라의 구축 및 운영을 주도하기에 적합한 역량을 갖추고 있다. 나아가 2026년 가동 예정인 국가 슈퍼컴퓨터 6호기와 연계한 하이브리드 컴퓨팅 플랫폼을 구축함으로써, 국내 연구자들이 양자 컴퓨터를 활용해 실질적인 과학 난제를 해결할 수 있는 환경을 제공할 계획이다. 또한, KISTI는 단순한 인프라 구축 및 운영에 그치지 않고, 협력 기관과 함께 양자 컴퓨팅 교육 프로그램, 실습 기반 해커톤 및 워크숍, 산업 맞춤형 컨설팅 등 다양한 프로그램을 운영해 산학연이 실제 활용할 수 있는 환경을 조성하고, 양자 컴퓨팅 활용 연구 및 산업의 허브로서 중요한 역할을 수행할 예정이다. 미래를 향한 비전 양자 컴퓨팅 연구의 성패는 하드웨어 역량뿐 아니라 소프트웨어 역량에 의해서도 크게 좌우된다. 알고리즘 개발, 활용 사례의 축적, 클라우드 기반 연구·교육 환경 조성은 반드시 해결해야 할 핵심 과제다. 양자정보응용연구센터는 국내외 연구기관과의 협력을 통해 소프트웨어 생태계 확산에 기여하고 있으며, 나아가 산업계와의 연계를 강화해 실질적인 활용 사례를 지속적으로 발굴하는 데 주력하고 있다. 이를 통해 양자 컴퓨팅을 국가 전략기술로써 위상을 확고히 하는 데 앞장서고 있다. 양자 컴퓨팅은 더 이상 먼 미래의 가능성이 아니라, 현실적인 준비가 요구되는 분야다. 양자정보응용연구센터는 초고성능 컴퓨팅 역량을 접목한 소프트웨어 개발 성과를 기반으로 국가 전략기술 확보와 연구혁신을 이끌고 있다. 이러한 노력이 열매를 맺는다면, 우리는 양자 컴퓨팅을 통해 새로운 연구 패러다임을 열어가고, 글로벌 기술 주도권 경쟁에서 한발 앞서 나갈 수 있을 것이다.

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신뢰와 보안으로 양자 인터넷 시대를 연결하다, 양자통신연구센터

신뢰와 보안으로 양자 인터넷 시대를 연결하다, 양자통신연구센터 기고 | 이원혁 센터장(KISTI 양자통신연구센터)    오늘날 우리는 스마트폰, 인터넷 뱅킹, 자율주행차, 인공지능 서비스 등 수많은 디지털 기술과 함께 살아가고 있다. 하지만 이 모든 기술의 근간은 ‘데이터 보안’이다. 아무리 편리한 기술도 안전하게 정보를 주고받을 수 없다면 무용지물이 될 것이다. 양자 통신은 자연의 법칙인 ‘양자역학’을 이용해 정보를 교환하는 차세대 보안 기술이다. 누군가 몰래 엿보거나 해킹하려는 시도가 있으면 그 흔적이 반드시 남기 때문에 이런 성질을 잘 적용한다면 절대 해킹할 수 없는 보안을 제공할 수 있다. 그래서 양자 통신은 앞으로 다가올 초연결 사회에서 국가와 개인의 데이터를 지키는 가장 강력한 방패가 될 것이다.     양자통신연구센터는  현재 완벽한 양자 통신의 구현을 위한 과도기적 연구로, 양자의 특성을 이용해 해킹이 불가능한 암호키를 나누어 갖는 기술인 양자 키 분배(Quantum Key Distribution, QKD)와 양자 키 관리 시스템(Quantum Key Management System, QKMS)을 이용해 양자 암호 통신 기술을 연구·적용하고 있다. <양자 키 관리 시스템(QKMS) 기반 네트워크 연동 구조> QKD는 양자의 특성을 이용해 누군가 엿보면 신호가 바로 변하기 때문에, 도청 시도를 즉시 감지할 수 있다. 또한, QKMS는 이렇게 생성된 양자 키를 효율적으로 관리하고 배포하는 기술로, 향후 대규모 양자 통신망을 구축했을 때, 수많은 사용자가 동시에 안전하게 키를 공유할 수 있도록 핵심 역할을 담당한다. 양자 통신은 단순히 두 지점 간의 보안 통신을 넘어 앞으 로는 ‘도시와 도시’, '국가와 국가'와 국가를 잇는 양자 네트워크로 연동되고, 향후 양자 인터넷(Quantum Internet)으로 발전할 것이다. 양자통신연구 센터는 이러한 미래를 대비해 양자 암호 통신망이 전국 규모로 확장되었을 때 효율적으로 작동할 수 있도록 양자 키 자원 관리, 네트워크 최적화, 장애 대응 기술을 연구하고 있으며, 이를 통해 미래의 양자 인터넷 실현 기반을 다져가고 있다.   미래 기술 패권이  차세대 양자 통신망의 구현기술을 선점하는 데 달려있다면, 그 통신망의 가치는 보안성과 신뢰성에 의해 결정된다. 양자통신연구센터는 단순한 연구를 넘어 대한민국의 양자 인터넷 시대를 가장 안전하고 신뢰할 수 있는 길로 안내하는 핵심 통신 프로토콜과 보안기술을 함께 개발하며, 실제 망에서 테스트하고, 구축해 활용성을 지향하는 연구 현장이다. 양자통신연구센터의 조직은 네트워크기술 전문가 중심의 연구 그룹과 양자 기술 전문가 중심의 양자 통신 응용연구 그룹으로 구성되어 있으며, 상호 전문성을 바탕으로 시너지를 내면서 연구를 수행하고 있다. 네트워크기술 연구 그룹은 미래 양자 인터넷의 청사진을 실현하기 위해 양자 암호 통신의 요소기술부터, 향후 발전된 양자 통신 네트워크를 구축 운영하기 위한 자원관리기술, 계층별 자원 효율화 및 해킹 대비 연구 등을 수행하고 있다. 또한, 양자 통신 응용연구 그룹은 별도의 팀으로 조직되어 현실의 양자 통신 기술의 근본적 문제를 해결하고, 이를 응용해 기존 기술로는 달성하기 어려웠던 수준의 보안 통신을 구현하는 것을 목표로 연구를 수행하고 있다. 이를 위해 단순한 정보 전달을 넘어 고유의 기능과 높은 보안성을 갖춘 차세대 양자 통신 프로토콜을 개발하고 있으며, 미래 양자 네트워크가 진정한 ‘양자 정보 하이웨이’로 기능하기 위한 기반을 다지고 있다. 미래 양자 인터넷의 청사진을 그리고 이를 실현하는 연구에 더해, 미래 양자 통신을 완성하고 그 네트워크 위에서 양자 정보를 자유롭게 주고받기 위한 핵심 응용 연구도 수행한다.   양자통신연구센터의 2개 연구 그룹에서 수행하는 연구는 QKD와 QKMS의 구현기술과 확장성을 위한 효율적인 양자 키관리 기술, 양자 키 자원 최적화, 무장애 서비스 지속 연구와 양자 통신상의 오류를 제어해 오류 정정 기능을 내장하는 차세대 양자 통신 프로토콜과 기기 독립적(Device-Independent, DI) 양자 암호 기술을 개발 등에 집중한다. 이는 단순한 키 교환을 넘어 실제 데이터와 연산을 보호하는 고도화된 네트워크를 목표로 하며, 특히 양자 오류 정정 부호(Quantum Error Correction Code, QECC)를 응용해 미래 양자 통신 환경에서 마주할 수밖에 없는 효율성과 보안성의 상충을 극복하는 데 연구 역량을 집중한다. 양자통신연구센터에서 수행하는 연구주제를 요약하면 다음과 같다. 1. QKD 네트워크 자원효율화 연구 양자 네트워크의 통신 자원과 양자 키 자원을 함께 고려하는 교차계층 자원 관리 알고리즘을 개발해 약 7~9%의 자원 효율 향상을 달성했으며, 네트워크의 지연·차단율을 최소화하는 고품질 양자 암호 서비스 제공을 목표로 하고 있다.   2. 저지연(Low Latency) 양자 암호 서비스 기술 개발 장거리 통신에서는 여러 번의 양자 키 릴레이가 필요해 지연이 발생한다. 이를 해결하기 위해 사전 릴레이 알고리즘을 도입하고, 자원과 서비스 품질 간의 균형을 최적화해 지연 없는 양자 암호 서비스를 구현하고 있다. 3. 이기종(Heterogeneous) QKD 네트워크 인프라 연동 및 연계활용 서비스화 기술 서로 다른 QKD 장비와 네트워크를 안전하게 연결하기 위해 양자 내성 암호(Post Quantum Cryptography)와 유럽기술표준기구(European Telecommunications Standards Institute, ETSI) 인터페이스를 적용했으며, 이를 통해 국내외 연구망을 아우르는 대규모·고신뢰 양자 암호 서비스를 가능하게 하고 있다. 4. QKD 원리 응용 데이터 보안 기술 QKD의 원리인 ‘도청 시 오류 발생’을 응용해 학습 데이터의 레이블을 양자 상태로 전송하는 양자 레이블 인코딩 기술을 개발한다. 이를 통해 허가된 사용자만 학습 결과에 접근할 수 있도록 수학적으로 보장하며, 데이터 무결성이 중요한 첨단 융합 분야로 양자 통신 활용 범위를 확장하고 있다.   5. 데이터 연산이 가능한 지능형 양자 통신 데이터를 안전하게 전송하는 것을 넘어 암호화된 상태 그대로 연산을 수행할 수 있는 양자동형암호(Quantum Homomorphic Encryption) 통신 프로토콜을 구현한다. 암호화와 오류 정정을 단일 과정으로 통합해 자원 소모를 크게 줄였으며, 이는 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 환경에서 실용적인 보안 기술로 자리 잡을 기반을 마련한다.   6. 장거리·다중 노드 보안 양자 통신 실현 전통적 얽힘 분배의 한계를 극복하기 위해 양자직접통신 (Quantum Secure Direct Communication, QSDC) 방식을 제안한다. 신뢰할 수 없는 다수의 중간 노드를 거치더라도 종단 간 보안이 보장되며, QECC 기반 오류 제거로 고신뢰도 통신을 달성하고, 이를 통해 확장 가능한 미래 양자 인터넷 구축을 위한 실질적 해법을 제시한다. 7. 기기 독립적 양자 암호 기반 기술 확보 고차원 벨 부등식을 활용한 검증 체계를 통해 개발된 통신 기술이 하드웨어 제조사 신뢰와 무관하게 이론대로 작동함을 입증하며, 이는 양자통신연구센터의 최고 수준의 기술로서 그 신뢰성을 보증하는 핵심 연구다. 이렇듯 양자통신연구센터는 양자역학의 원리가 실제 통신 기술로 이어지도록 이론과 응용의 간극을 좁히는 연구에 집중하고 있다. 주요 목표는 현재 가능한 기술과 활용성을 극대화해 실제 망에서의 양자 암호 통신망을 구현하고, 미래 양자 네트워크에 적용 가능한 새로운 통신 프로토콜과 알고리즘을 제안하며, 그 가능성과 안정성을 이론적으로 증명하는 것이다. 이러한 연구는 미래 양자 통신 기술의 발전에 기여하며, 더 나아가 안전한 양자 인터넷 시대를 여는 데 중요한 밑거름이 될 것으로 기대한다.

양자 컴퓨팅의 미래를 개척하다, SDT 주식회사

양자 컴퓨팅의 미래를 개척하다, SDT 주식회사 인터뷰 | 윤지원 대표 ㈜SDT     양자 산업화는 연구성과를 넘어 실제 제품과 서비스의 생산·공급으로 이어지는 과정을 의미하며, 이는 연구자뿐 아니라 기업, 투자자, 정책 입안자 모두가 참여해야 가능한 일이다.  우리나라는 반도체, 통신, 소프트웨어 분야에서 이미 세계적인 경쟁력을 확보한 ICT 강국이다. 여기에 양자기술을 결합한다면 글로벌 산업화를 선도할 잠재력이 크다.  특히, 이 프레임워크 기술은 ㈜SDT가 지향하는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 ‘완결된 양자 컴퓨팅 솔루션’ 구현의 중요한 기반이 되고 있다. 이처럼 KISTI의 핵심 기술을 이전받아 양자 컴퓨팅 산업의 새 지평을 열고 있는 SDT 윤지원 대표를 만나, 기술이전 과정과 SDT가 그려나가는 양자 컴퓨팅 산업의 현재와 미래, 그리고 앞으로의 협력 방향에 대한 심도 깊은 이야기를 나누어보았다.   Q. 대표님과 ㈜SDT의 소개 부탁드립니다. SDT 대표 윤지원입니다. 저는 MIT에서 물리학 및 전자공학 학사와 석사 학위를 취득했으며, 우연한 기회에 우리나라에서 창업해 현재 SDT를 8년째 이끌고 있습니다. SDT는 양자 컴퓨터 제조를 주 목적으로 시작했지만, 자체 보유한 기술력과 인력을 기반으로 사실 데이터 센터에 납품할 수 있는 형태의 제품들을 제조하며 사업을 확장하고 있습니다. 예를 들면 액침 냉각 장비, 극저온 냉각 장비, 양자 통신 장비, 양자 보안 카메라 등이 있으며, 전반적으로 제조에 집중하고 있습니다. 새로운 연구개발(R&D)을 전면적으로 진행하기보다는, IP를 이전받거나 KISTI와 같은 기관과의 공동 개발을 통해 이전받거나, 또는 해외 기업으로부터 IP 및 기술을 이전하는 형태를 통해 빠르게 기술을 상업화하고 제조하는 데 역량을 집중하고 있습니다. 궁극적으로 SDT는 양자 컴퓨터 및 양자 산업 분야에서 폭스콘과 같은 선도적인 제조 기업이 되는 것이 목표입니다.     Q. ㈜SDT가 KISTI로부터의 기술이전을 결정하게 된 계기가 궁금합니다. SDT는 양자 컴퓨터의 ‘환경 장비’와 ‘RF 제어계측장비’ 제조를 핵심 정체성으로 삼는 기업입니다. 하지만 아무리 좋은 하드웨어를 만들어도 이를 구동할 ‘운영체제’ 나 ‘프레임워크’가 없으면 시장에서 온전히 기능할 수 없다는 것을 인지하고 있었습니다. 지난 3~4년간 이러한 소프트웨어 기술 준비의 필요성을 절감하고 있을 때, 때마침 KISTI는 양자 컴퓨터 환경에서 구동 가능한 소프트웨어, 즉 프레임워크를 준비하는 과제를 수행하고 있었습니다. SDT는 KISTI의 이 용역 프로젝트에 적극적으로 참여하며 협력했습니다. 이 과정에서 KISTI가 개발하는 프레임워크가 SDT의 양자 컴퓨터에 꼭 필요한 소프트웨어 계층이라는 것을 확신하게 되었습니다.   결과적으로 SDT는 KISTI로부터 이 핵심 기술을 완전하게 이전 받았습니다. 이는 SDT가 양자 컴퓨터를 제조·조립해 공급하는 데 있어 운영체제(OS)가 탑재된 완결 형태로 제공할 수 있음을 의미했습니다. 현재 KISTI와는 지속적으로 기술을 함께 발전시켜 나가는 과정에 있습니다. 이 협약은 SDT가 단순 제조업체를 넘어 데이터 센터 등에 직접 납품 가능한 통합 솔루션 기업으로 성장하는 중요한 기반이 되고 있습니다.   Q, KISTI와의 협업은 어떻게 이루어졌으며 어려웠던 점이 있었다면 어떻게 극복하셨는지요? SDT는 KISTI와 매우 유기적인 협력을 이어왔습니다. 특히, 앞서 말씀드린 50큐비트 양자 컴퓨터 개발 사업을 중심으로 긴밀한 협업이 이뤄졌습니다. 이 프로젝트의 초기부터 용역사로 참여하며 다양한 양자 컴퓨팅 플랫폼을 연계하고 구축하는 경험을 쌓았고, 이것이 기술이전의 든든한 기반이 되었습니다. 물론 협업 과정에 어려움도 있었습니다. 가장 큰 애로사항은 양자 컴퓨터 리소스가 국가적으로 희귀했다는 점입니다. 이로 인해 SDT가 개발한 기술들을 실제 환경에 적극적으로 시험하고 적용하는 데 제약이 많아 개발 진척에 어려움이 있었습니다. 하지만 올해부터 국가적으로 양자 컴퓨팅 관련 사업들이 본격화되고, SDT 자체적으로도 양자 장비를 확충하면서 필요한 리소스를 확보하게 되었습니다. 이러한 변화 덕분에 SDT는 개발 기술들을 실제 시스템에 적용하고 검증할 수 있는 환경이 크게 확장되었으며, 이전의 리소스 부족 문제를 성공적으로 극복하고 있습니다.   Q. 기술이전 받은 기술이 SDT에서 어떻게 활용되고 있나요? KISTI로부터 이전받은 이 기술은 SDT의 핵심적인 제품과 서비스로 구현될 예정입니다. 우선, SDT는 양자 컴퓨터를 직접 조립하고 여기에 KISTI의 프레임워크를 탑재하여 판매하는 가장 일반적인 사업 형태를 이어갈 것입니다. 더 나아가, SDT가 이전받은 프레임워크를 기반으로 SDT 자체의 양자 컴퓨터뿐만 아니라 타사의 양자 컴퓨터까지도 연결하여 활용할 수 있는 클라우드 기반 서비스를 제공함으로써, 양자 컴퓨팅 자원에 대한 접근성을 높여 더욱 넓은 시장으로 확대 적용할 계획입니다. SDT는 이러한 두 가지 사업 모델을 통해 향후 10년 이상 지속적인 성장을 이뤄낼 것으로 기대하고 있습니다.   Q. 해당 기술이전을 통한 궁극적인 산출물(제품)은 무엇인지요. KISTI 기술이전을 통해 SDT가 궁극적으로 창출하고자 하는 것은 단순히 개별 제품이 아닌, 하드웨어와 소프트웨어가 완벽하게 결합한 ‘완결된 양자 컴퓨팅 솔루션’입니다. 이 솔루션은 이전받은 IP를 기반으로 국가 주도의 양자 컴퓨팅 사업을 적극적으로 확장하는 핵심 동력이 됩니다. 나아가, KISTI로부터 이전받은 프레임워크를 양자 컴퓨터에 직접 탑재함으로써, SDT는 고객에게 단순한 ‘깡통’인 하드웨어가 아닌, 바로 활용 가능한 완결된 양자 컴퓨터 제품을 자신 있게 선보일 수 있게 됐습니다. 이처럼 KISTI와의 기술이전 및 성공적인 국가 사업 참여 경험은 SDT의 핵심 역량이 되어, 해외 시장에서 SDT의 사업성을 더욱 공고히 하고 차별화된 경쟁 우위를 확보하는 궁극적인 산출물로 이어질 것입니다.   Q. 현재 KISTI와 공동연구도 수행하고 있는데 이와 관련해서도 간략히 소개 부탁드립니다. 현재 KISTI와 함께 여러 핵심 양자 컴퓨팅 연구 과제를 수행하고 있습니다. 대표적인 사례 중 하나는 과학기술정보통신부에서 추진하는 50큐비트 양자 컴퓨터 사업과 관련된 연구입니다. 이 사업을 통해 양자 컴퓨터 하드웨어 자체는 개발되지만, 실제 컴퓨팅을 가능하게 하는 소프트웨어나 서비스 플랫폼은 별도로 구축해야 하는 상황입니다. 이에 SDT는 KISTI와의 협력을 바탕으로, 해당 하드웨어에 핵심 프레임워크를 탑재하여 실제 구동 가능한 양자 컴퓨터 시스템으로 만들고, 더 나아가 이를 클라우드 형태로 서비스할 수 있는 환경을 구축하는 과제를 수행하고 있습니다.   두 번째 공동연구 과제는 아이온큐(IonQ)의 양자 장비와 그래픽처리장치(Graphics Processing Unit, GPU), 그리고 KISTI의 슈퍼컴퓨터 6호기를 하이브리드 형태로 연동해 활용하는 사업입니다. SDT는 이러한 하이브리드 시스템 구축 및 활용에 있어서 KISTI와의 협업을 통해 핵심적인 역할을 담당하고 있습니다.   Q. 기술이전 받은 기술과 공동연구 간에 어떠한 연관성이 있는지요. SDT가 KISTI로부터 이전받은 기술은 현재 진행 중인 공동연구의 핵심적인 기반이라고 이해하시면 됩니다. 지난 3년간 KISTI와의 협업을 통해 해왔던 작업은 상대적으로 작은 스케일로 하나의 양자 컴퓨터를 통합하고, 그 위에 서비스를 연동하는 것이었습니다. 이 과정에서 개발된 핵심 IP와 노하우가 바로 SDT로 기술 이전된 프레임워크입니다. 이때까지는 ‘클러스터 베타 환경’에서 극소수의 사용자만이 접근할 수 있는 제한적인 환경이었다고 할 수 있습니다.   이제 이 기술이전 받은 IP를 기반으로 공동연구는 한 단계 더 나아갈 것입니다. 현재는 여러 종류의 양자 컴퓨터를 통합하고, 여기에 더 다양한 서비스를 연동하여 국가의 수많은 연구자가 활용할 수 있는 확장된 환경을 만들어내는 것을 목표로 하고 있습니다. 이는 기존에 SDT가 KISTI와 함께 만들어 온 레거시 위에 쌓아 올리는 작업이기에 가능합니다. 즉, 기술이전을 통해 확보한 프레임워크는 개별 양자 컴퓨터를 기능하게 하고 서비스에 연결하는 기본적인 능력을 제공하며, 공동연구는 이 능력을 다양한 하드웨어와 더 많은 사용자에게 확장 적용하는 상위 단계의 연구인 것입니다.   Q. 끝으로 양자 컴퓨터와 관련된 KISTI와 같은 정부출연연구기관에 바라는 역할과 기능은 무엇이라고 생각하시는지요. KISTI와 많은 협력을 해오고 있지만, 앞으로 KISTI와 같은 정부출연연구기관이 양자 분야에서 더욱 중요한 임무를 수행해 주시기를 바라는 마음이 큽니다. 현재 연세대학교가 IBM 장비를, KISTI가 아이온큐 장비를 도입하고 있듯이 해외 장비를 활용하는 것은 자연스럽습니다. 하지만 KISTI가 슈퍼컴퓨터 7호기, 8호기를 추진할 때에는 지금과 같은 하이브리드 형태가 표준이 될텐데, 그때는 SDT와 같은 국내 기업이 만든 국산 장비들도 연동해서 활용할 수 있는 날이 오면 좋겠습니다. 즉, 국내 기술이 국가 핵심 인프라에 실질적으로 적용되고 검증될 수 있는 장을 마련해 주시는 것이 중요합니다.   최근 AI 산업의 빠른 발전에도 불구하고, 우리나라가 초기에 적절한 GPU 인프라 투자를 하지 못한 것이 경쟁력 확보에 있어 뼈아픈 한계로 작용하고 있습니다. 이제야 정부 차원에서 인프라 확충에 나서고 있지만, 이는 분명한 교훈을 남깁니다. 양자 기술 분야 역시 유사한 흐름을 보이고 있습니다. 다양한 기관과 전문가들이 양자 컴퓨팅의 중요성과 가능성에 대해 공감대를 형성하고 있으나, 아직까지 실질적인 인프라 투자에는 다소 속도가 붙지 않고 있는 상황입니다. 그 결과, 기초 연구 중심의 접근이 두드러지는 반면, 산업 생태계 확장이나 실수요 창출로의 연결은 제한적인 상태입니다. 같은 과오를 반복하지 않기 위해서는 정부와 민간이 함께 양자 인프라에 대한 선제적 투자를 진행하고, 이를 바탕으로 후방산업(소프트웨어, 하드웨어, 어플리케이션)의 활성화를 견인해야 합니다. 특히, 양자 밸류체인을 정교하게 세분화(segmentation)하여, 각 단계—예컨대 원천 연구, 컴퓨팅 하드웨어, 제어/계측, 냉각, 소프트웨어, 어플리케이션 개발 등—에 대해 국내의 상대적 강점과 약점을 명확히 진단하고, 민간과 정부가 역할 분담과 집중 투자 전략을 세우는 것이 시급합니다. 보다 구체적이고 현실적인 밸류체인 분석을 바탕으로 민간과의 역할 분담 및 전략적 투자 방향을 함께 모색해 나갈 시점입니다.