“양자와 AI는 잠재력 증폭시킬 이중 엔진, 가능성 아닌 과제로 다가가야”

“양자와 인공지능(AI)은 서로의 잠재력을 증폭시킬 이중 엔진이 됐고, 앞으로 국가 경쟁력과 산업 구조, 글로벌 공급망을 새롭게 정의할 것이다. 이러한 변화를 단순한 미래 가능성이 아니라 지금 우리가 준비하고 실행해야 할 국가적 과제로 바라봐야 한다.”

이주완 메가존클라우드 의장은 19일 서울 중구 반얀트리 클럽 앤 스파에서 개최한 ‘퀀텀 x AI: 더 넥스트 프론티어(Quantum x AI: The Next Frontier)’ 세미나의 축사를 통해 차세대 전략 기술로 꼽히는 양자와 AI 기술을 바라보는 관점에 대해 이와 같이 제시했다.

한국연구재단이 주최하고 한국과학기술정보연구원, 메가존클라우드가 주관한 이번 세미나에서는 차세대 국가 전략 기술로도 언급되는 양자와 인공지능(AI) 기술의 발전과 융합 방향성이 제시됐다.

지금은 차세대 성장동력 ‘양자 기술’ 확보 위한 중요 시점

이주완 메가존클라우드 의장은 축사를 통해 “양자와 AI는 서로의 잠재력을 증폭시킬 이중 엔진이 됐고, 앞으로 국가 경쟁력과 산업 구조, 글로벌 공급망을 새롭게 정의할 것”이라며 “이 자리는 이러한 변화를 단순한 미래 가능성이 아니라 지금 우리가 준비하고 실행해야 할 국가적 과제로 바라보기 위해 마련된 자리”라고 밝혔다. 이어 “메가존클라우드는 양자 AI 기술이 산업 현장에서 실질적인 성과로 이어질 수 있도록 양자 클라우드 서비스 제공자이자 생태계를 연결, 확장하는 역할을 수행하고자 한다”고 제시했다.

황정아 더불어민주당 국회의원은 축사를 통해 “모든 사람들이 AI 이야기를 하고 있을 때 우리는 다음 단계로 양자를 언급할 때가 됐다”며 “한국의 양자에 대한 투자가 다른 나라에 비해 미흡한 것은 사실이다. 하지만 우리는 충분한 잠재적 성장 가능성을 가지고 있고, 양자와 AI의 융합 기술은 글로벌 기술 패권 경쟁 시대에 또 한 번의 변곡점이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이어 “우리가 가지고 있던 컴퓨팅 기술에서 한 단계 도약할 수 있는 계기를 기대한다. 국회 차원에서도 지원하도록 하겠다”고 덧붙였다.

최장원 한국과학기술정보연구원(KISTI) 정책전략본부장은 축사를 통해 “글로벌 양자 컴퓨팅 시장은 특정 연구 분야를 넘어 운용산업 중심으로 빠르게 확대되고 있다. 이는 단순한 기술 발전을 넘어 산업 전반의 경쟁력을 재편하는 새로운 흐름이며, 우리 나라가 강점을 가진 분야와 맞닿아 있다는 점에서 유망한 기회”라고 밝혔다.

이어 “KISTI와 메가존클라우드는 현재 공동으로 양자 컴퓨팅 서비스 및 활용 체계 구축 사업을 추진하고 있다”고 소개했다. 또한 “내년에는 KISTI에 양자 컴퓨터 시스템이 도입돼 국내 연구자와 기업이 직접 활용할 수 있는 국가 양자 인프라가 본격 가동된다. 구축 중인 국가 슈퍼컴퓨터 6호기와의 하이브리드 환경도 준비하고 있다”며 “KISTI는 양자 AI 기술이 전 산업 및 공공 영역에 확산될 수 있도록 국내 활용 사례 발굴, 양자 AI 기반 문제 해결 실증, 양자 알고리즘 연구 플랫폼 소프트웨어 연구 개발을 적극 추진하고 있다”고 밝혔다.

양자 정책, 자체 역량 확보와 국제 협력 모두 도모해야

심주섭 과학기술정보통신부 과장은 양자 과학기술 정책 방향성을 소개했다. 지금까지 한국의 양자 정책은 2022년까지 연구개발과 인력 지원, 2024년까지는 제도적 기반 마련에 이어 올해는 산업화 추진으로 이어져 왔다. 그리고 지난 2023년 발표된 전략에서는 2027년까지 양자통신과 센서의 상용화를 추진하고 이후 2031년까지는 양자 컴퓨터의 국산화와 활용 서비스 본격화, 2032년 이후로는 글로벌 양자 일류 국가 도약을 시도한다는 계획인데, 전반적으로는 이 일정들이 당겨지고 있다고 언급했다.

심주섭 과장은 “국내 양자 산업에 대한 투자는 아직 정부 투자 위주다. 최근 증액 폭이 컸는데 증액도 중요하지만 우리는 외국과 비교하면 출발이 늦었고 누적 투자액도 작은 상태”라고 언급했다. 이어 진행 중인 대표 과제로는 국산 양자컴퓨팅 시스템 개발, 양자 인터넷을 위한 원천 기술 확보와 양자 메모리 기반 양자 네트워크 개발 등을 제시했다.

국제 협력도 중요한 부분으로 꼽혔다. 심주섭 과장은 이에 대해 “양자 기술은 한 국가가 주도하기는 매우 어렵지만, 국가 전략 기술로 다뤄지면서 협력도 쉽지 않다”며 “우리는 미국, 영국, 캐나다, EU 등과 협업해 양자 기술을 획득하고 발전시켜 나가려 한다. 국제 협력 거점을 설립하고 공동연구실을 운영하며 국제 표준화 노력을 공동으로 진행하고 있다”고 밝혔다.

백승욱 한국연구재단 단장은 “향후 5년간의 투자가 향후 10년~20년을 결정짓는 중요한 시기”라며 “현재 양자 관련 산업은 과학과 산업, 정부가 아주 가까이 있고 중첩되는 부분이 큰 구조로, 기초과학이 중요한 역할을 한다. 이 중첩된 부분에서 우리가 무엇을 해야 될지 고민해야 하는 시점이 됐다”고 밝혔다. 또한 “양자 산업 발전을 위한 접근에는 미래의 국가적, 산업적 리스크 관리 차원에서 시작해 자체 양자 컴퓨터 구축이나 양자-AI 하이브리드 시스템 구현 등으로 갈 수 있겠다”고 언급했다.

이어 “지난 5년간 우리도 많은 것들을 준비했다”며 “이제는 지금까지의 결과물을 축적, 조직화해 효율적으로 활용, 연계시킬 수 있게 해야 한다. 또한 앞으로 5년간 이어질 연구개발 과제에 대한 정확한 방향성을 잡아야 한다. 우리는 이미 한 번 기회를 놓쳤고, 두 번 놓치지 않아야 한다”고 말했다. 또한 “국제 협력을 위한 프레임워크 구축도 중요하다. 테스트베드와 벤치마킹 플랫폼 측면에서도 테스트베드는 반드시 국제협력이 필요하다”고 언급했다.

이와 함께 “2033년까지 양자 컴퓨팅 활용 시장은 최소 2000조 이상 규모를 기대한다. 산업별 알고리즘 센터를 만들고 각 분야 최고 수준 계산과학자들의 참여와 협업을 이끌어야 한다. 또한 양자 컴퓨터도 하이엔드 뿐만 아니라 상대적으로 저렴한 보급형 양자 컴퓨터를 준비하고 많이 보급해 알고리즘 개발을 지원해야 한다”고 조언했다.

양자와 AI의 결합, 더 큰 가능성 제공 기대

이재진 서울대학교 교수는 이 자리에서 “컴퓨터 공학은 추상화(Abstraction)의 학문이다. 어떻게 하느냐보다 무엇을 하느냐에 초점을 맞춰야 한다”고 밝혔다. 현재의 양자 컴퓨터에 대해서는 “추상화가 부족한 상태”라며 “큐비트 구현에서는 발전이 있었지만 아직 안정적인 시스템 개발을 위해서는 시간이 필요하다”고 평했다. 또한 “양자 컴퓨팅에서의 스타트업은 활용과 지원 단계에서 나와야 한다”고 덧붙였다.

이재진 교수는 “양자 컴퓨터는 모든 용도를 대체하는 것이 아닌 한정적인 영역에 사용될 것이고, 기존 시스템에 통합이 중요하다”며 “현재는 프로그래밍의 장벽도 큰 상태다. 소프트웨어가 프로그래밍 장벽 측면을 해결할 필요가 있다”고 지적했다. 전체적인 기술 스택 구성에서는 불안정한 요소가 있는 양자 컴퓨팅에서 시뮬레이터의 활용도 현실적인 방안이라고 제시했다.

저장 장치를 활용해 거대 양자 회로를 시뮬레이션하는 ‘SnuQS’도 소개됐다. 이재진 교수는 이에 대해 “1개 노드에서 최대 42큐비트 양자 회로를 시뮬레이션하는 데 성공했다. 42큐비트의 QSC 회로를 17시간 이내에 시뮬레이션할 수 있었다”고 소개했다. 또한 “양자 컴퓨팅은 과학계산 시뮬레이션이나 조합 최적화에 효과적일 것이다. 양자 컴퓨터를 활용해 기계 학습 모델을 학습할 때도 속도 및 정확도 모두 이득을 얻을 수 있을 것으로 예상된다”고 덧붙였다.

권용만 기자

yongman.kwon@chosunbiz.com