[왜 양자인가?] <3> 중국, 일본의 양자기술개발 경쟁

2019 Quantum Industry Conference in SEOUL 포스터

중국의 양자굴기(屈起)
중국은 양자기술개발과 관련해서 정부주도하에 장기적이며 전략적인 접근을 하고 있다. 양자과학분야에서 만큼은 미국을 능가하는 기술을 확보해 미래의 전략적 군사 균형에서 우위를 점하고, 세계시장에서 양자산업의 주도권을 선점하려는 목표로 연구개발에 막대한 자금을 쏟아 붓고 있다.

2013년 이후, 중국과학자들은 양자 과학 논문을 미국양자연구자들보다 거의 500편 더 발표했다. 미국을 비롯한 유럽과 일본 등 과학강국들은 2016년 중국 과학자들이 ‘묵자(Micius)’라는 별명을 가진 우주선을 지구 저궤도로 발사하자 저마다 양자기술개발 예산을 뭉텅이로 편성하기 시작했다.

2017년 1월 국제학술지 '피지컬 리뷰 레터스'에 발표된 내용에 따르면 중국은 수도 베이징에서 7천600㎞ 떨어진 오스트리아 빈까지 대륙 간 무선 양자통신에 성공했다고 밝혔다. 이어서 2017년 9월, 베이징에서 산둥성 지난(濟南)과 안후이(安徽)성 허페이(合肥)를 거쳐 상하이를 연결하는 2천㎞ 거리의 세계 최장 양자통신 네트워크를 구축했다. (EU는 2022년까지 약 3천km의 양자암호통신망을 구축할 계획이며 이중 절반에 가까운 1,400km구간에 SK텔레콤의 자회사 IDQ가 상용 QKD 장비를 공급한다.)


중국 과학원은 광섬유 양자통신망 구축과 위성을 이용한 양자통신체계 구축, 양자통신을 활용한 잠수함의 위치추적 및 중력파 탐측 등의 정확성 향상 등을 개발 목적으로 하는 ‘국가 기초연구 프로젝트 13.5 계획(国家基础研究专项规划的通知)’을 수립해 연구를 진행하고 있다. 중국정부는 이러한 연구개발을 뒷받침하기 위해 세계 최고의 양자 정보과학 국립연구소를 안후이성 허페이 (Hefei)에 2020년 건립해 연구 결과물을 산업과 군사 분야에 응용할 계획을 밝힌바 있다.

일본, 탄탄한 기초과학 기반으로 양자기술 혁신전략
일본은 일찍부터 광·양자기술과 관련된 기초연구를 계속해왔고, 축적된 이론과 지식, 기술은 세계과학계에서 선두를 달리고 있다. 하지만 기초과학의 강점에도 불구하고 상용화 측면에선 서구 업체에 뒤처졌다는 평가를 받아왔다.

2019년 일본정부는 대학과 기업 등의 관계자로 구성된 연구개발거점을 창설하고, 양자컴퓨터와 양자암호 등의 중점기술개발전략을 포함한 ‘양자기술 이노베이션 전략’을 책정, 향후 10년의 목표를 정했다.

주목할 만한 것은 양자융합이노베이션으로 양자AI(양자알고리즘·시스템아키텍처)와 양자바이오(생체나노양자센서, 초편극핵자기공명기술 등), 양자보안(양자보안크라우드, 광·양자네트워크암호화 등)울 양자기술과 융합해 독자적인 새로운 기술체계를 구축하겠다는 전략이다.


이를 추진하기 위해 ‘양자기술이노베이션협의회’를 창설해 인재육성(양자네이티브, quntom native)과 국제표준화, 양자가 촉발할 기술·준양자기술 등의 연구개발과 산업화, 사업화 전략을 전개하고 있다.