[국가 과학기술 발달의 산실] 양자 소재부터 시스템까지 기술 확보 박차

한국과학기술연구원(KIST)

KIST는 양자 소재·시스템 등 원천 기술 확보에 매진하고 있다. 사진은 양자 컴퓨터를 개발 중인 KIST 연구원. [사진 KIST]

양자 기술은 미래 산업 경쟁력의 핵심 기술로, 국가 경제와 산업 전반의 패러다임을 뒤흔들 수 있는 혁신적인 게임 체인저로 여겨진다. 세계 각국은 양자 기술을 활용한 컴퓨팅·통신기술에 전폭적으로 투자하고 있으며, 한국도 2014년도에 ‘양자 정보통신 중장기 추진전략’을 수립하고 양자 연구에 박차를 가하고 있다.

한국과학기술연구원(이하 KIST)은 양자 기술의 중요성이 대두되기 이전인 1980년도부터 양자 소재 연구로 기반을 마련해 왔고, 2012년엔 전문화된 양자정보연구단을 설립해 양자 소재부터 시스템에 이르기까지 원천 기술 확보에 매진하고 있다.

주요 연구 분야로는 ^양자 통신 ^양자 컴퓨팅 ^양자 시뮬레이션 ^양자 센서 등이 있다. 특히 2021년 12월엔 실제 상온에서 동작하는 포터블 양자 컴퓨터를 대중에게 공개한 바 있다. 10mK 수준의 극저온에서 동작하는 초전도 큐비트, 초고진공이 필요한 이온트랩 큐비트 방식이 아닌, 다이아몬드 점결함(point defect)의 전자스핀과 핵스핀을 활용해 상온 및 상압에서 작동하는 양자 컴퓨터를 개발할 수 있었다.

KIST는 이렇게 개발된 양자 컴퓨터로 여러 개의 양자 노드를 만들고, 이들을 양자 네트워크로 연결함으로써 하나의 거대한 양자 네트워크 기반 양자 컴퓨터를 구축하는 연구를 진행 중이다. 이와 함께 양자 인터페이스와 양자 통신채널에 대한 연구, 반도체 공정을 통해 다양한 다이아몬드 나노 구조물을 만들고 점결해 방출되는 광자의 포집 효율을 높임으로써 스핀-광자 양자 인터페이스 효율을 올리는 연구를 중점적으로 수행하고 있다

KIST 관계자는 “양자 정보 기초연구와 양자 기술 응용연구를 통해 국가의 경제·안보가 과학기술에 의해 결정되는 기술패권 시대를 선도하는 것이 목표”라고 밝혔다.

김재학 중앙일보M&P 기자 <kim.jaihak@joongang.co.kr>