정부가 양자기술 5대 분야 클러스터를 지정해 지역 중심의 양자기술 사업화 및 산학연 협력 생태계 조성을 추진한다. 양자 컴퓨팅, 통신, 센싱, 소재·부품·장비, 알고리즘 등 분야가 예정됐다.

29일 과학기술정보통신부는 서울 영등포구에서 양자기술 협의체 출범행사를 갖고 이같은 내용의 양자종합계획을 발표했다.

과기정통부는 양자기술과 기존 산업과 융․복합을 통해 산업 전반의 기술을 혁신하고 부가가치를 창출하는 '양자 전환'(QX)을 추진한다. 예를 들어 설계·공정에 양자 센싱을 적용해 반도체 불량률을 줄인다거나, 양자 컴퓨팅의 연산을 활용해 신약 물질을 빠르게 탐색하는 등이 있다.

이는 기존 실험실에 머물던 양자 R&D가 사업화로 뿌리내려야 한다는 의미다. 산학연 협력 거점으로서 클러스터가 조성되는 배경이다.

정부는 5대 분야 양자기술과 지역 산업을 융합한 클러스터를 조성, 주요 산업의 양자전환을 달성하겠다는 계획이다. 관련 대표기업과 인력도 함께 육성한다.

컴퓨팅 분야의 경우 양자컴퓨팅과 슈퍼컴퓨터 등 고성능 HPC와의 연계, 극저온 초전도체·중성원자·광자 등 다양한 양자컴 플랫폼 확보 등을 추진한다. 이를 통해 2030년까지 풀스택 국산 양자컴퓨터를 개발하는 한편, 양자컴 활용 인력을 5000명 이상 양성하겠다는 계획이다.

양자 통신의 경우 저비용·소형의 양자키 분배(QKD)를 개발하는 한편, 양자내성암호(PQC) 연계도 실증한다. 양자메모리 등 양자 네트워크에 필요한 요소기술도 개발된다. 2030년까지 100㎞ 거리 초기 양자인터넷 통신을 실증한다는 목표다.

센싱의 경우 2030년까지 전 산업별 양자센서 10종을 상용화하는 게 추진된다. 국방 분야 무기체계와의 연계 R&D, GPS를 대체하는 양자 항법센서 국산화 등이 예정됐다.

소부장의 극저온 냉각기, 광집적소자 등의 개발 및 양산을 지원한다. 2030년까지 양자 소부장 전환기업 50개를 발굴하고, 제조 업체들의 글로벌 진출도 지원한다.

알고리즘의 경우 산업난제 해결을 위한 '퀀텀 AI'(양자 기술을 적용한 AI 연구) 핵심 응용사례를 100건 발굴한다. 관련 스타트업도 육성된다.

이같은 목표를 위해 일부 클러스터에는 양자컴-슈퍼컴(HPC) 하이브리드 활용 환경, 개방형 양자 테스트베드, 양자팹·파운드리 등 핵심 인프라가 필요할 거라고 과기정통부는 설명했다. 학계·연구계의 기술사업화 전담조직(TLO)를 중심으로 한 개념검증센터(PoC) 등 사업화 지원체계도 필요하다. 특허·논문·R&D 정보를 통합한 기술매칭 플랫폼도 구축될 예정이다.

사업화에 방점을 둔 만큼 산업인력 양성도 필요하다. 과기정통부는 교육부 RISE 사업과 연계해 석사급 양자 인재를 키우고, 기존 재직자의 전환 교육도 제공한다.

정부는 다음달까지 클러스터 지정기준 및 계획을 수립하고, 3월부터 6월까지 지자체 등으로부터 클러스터 공모를 받는다. 올해 7월 지정을 완료한다.

한편 정부는 새 양자종합계획을 통해 2028년까지 풀스택 수준 양자컴퓨터를 독자 기술로 개발하겠다는 목표다. 모든 구성요소까진 아니더라도, 핵심 기술의 국산화에 도전한다.

관련해서 양자 프로세서(QPU) 집적화 등 원천기술 확보, 성능시험 인프라 조성 등이 이뤄진다. 보급형 풀스택 제조 챌린지 등을 통해 소부장 기업을 육성한다.

또 2030년까지 퀀텀 AI 응용사례 100건을 발굴하기 위해 슈퍼컴-양자컴 하이브리드 인프라를 확충한다. 엔비디아·IBM·아이온큐 등과의 협력으로 퀀텀 알고리즘 센터도 설립할 예정이다. 아이온큐와 과기정통부는 이날 MOU를 맺기도 했다.

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