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[IT뉴스]실험실 속 양자현상, 칩 개발로 이끌어…'양자컴퓨팅 시대' 문 열었다

온카뱅크관리자

2025-10-08 17:27:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 노벨 물리학상에 존 클라크·미셸 드보레·존 마티니스 관찰의 과학서 응용의 과학으로 초전도 회로 활용 양자현상 실험 양자컴 상용화 기초 기술 확립 美·中에 뒤처진 한국 양자컴 연구 예산 미국의 10분의1 수준 기초 실험·인력양성 단계 머물러 
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 <img alt="스웨덴 왕립과학원 노벨위원회가 7일(현지시간) 올해 노벨물리학상 수상자를 발표하고 있다. 이들 뒤편 화면에 수상자인 존 클라크 미국 UC버클리대 교수(왼쪽부터), 미셸 드보레 예일대 교수, 존 마티니스 UC샌타바버라대 교수 사진과 이들의 공로가 적혀 있다. ‘양자 물리학이 거시 세계에서도 구현될 수 있음을 입증하며 양자컴퓨터 등 양자 기술 토대를 마련했다’는 내용이다. AFP연합뉴스" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/08/ked/20251008172449745dbod.jpg" data-org-width="1051" dmcf-mid="Wwem0wdzW4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/08/ked/20251008172449745dbod.jpg" width="658">
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 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회가 7일(현지시간) 올해 노벨물리학상 수상자를 발표하고 있다. 이들 뒤편 화면에 수상자인 존 클라크 미국 UC버클리대 교수(왼쪽부터), 미셸 드보레 예일대 교수, 존 마티니스 UC샌타바버라대 교수 사진과 이들의 공로가 적혀 있다. ‘양자 물리학이 거시 세계에서도 구현될 수 있음을 입증하며 양자컴퓨터 등 양자 기술 토대를 마련했다’는 내용이다. AFP연합뉴스
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 올해 노벨물리학상은 미시 세계의 양자역학을 거시 세계로 끌어올린 과학자 세 명에게 돌아갔다. 양자역학이 이론적 실험 단계를 넘어 양자컴퓨팅 등 응용 산업으로 확장되기 위한 초석을 마련했다는 점이 높은 평가를 받았다. 1925년 슈뢰딩거 방정식과 하이젠베르크의 행렬역학 발표로 고전물리학을 대체하는 양자역학이 수학적으로 정식화된 지 100년 만에 다시 한번 양자 기술 분야의 전환점이 될 것이란 분석이 나온다.
  ◇양자연구 패러다임 전환
 7일(현지시간) 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 존 클라크 UC버클리 교수, 미셸 드보레 예일대 교수, 존 마티니스 UC샌타바버라 교수를 2025년 노벨물리학상 수상자로 선정했다고 발표했다.
 양자역학 세계는 우리가 일상에서 경험하는 물리법칙과 다르다. 전자가 동시에 두 곳에 존재하거나 멀리 떨어진 입자들이 영향을 주고받는 일이 가능하다. 이 같은 양자 현상은 오랫동안 원자와 전자처럼 눈에 보이지 않는 미시 세계에서만 일어나는 것으로 여겨져왔다. 그러나 세 과학자는 ‘조지프슨 접합’을 기반으로 한 초전도 소자를 이용해 만질 수 있을 정도의 회로에서도 동일한 현상이 나타남을 확인했다. 노벨위는 “양자 현상이 어느 정도 큰 규모까지 나타날 수 있는가 하는 물리학의 오랜 질문에 답한 연구”라며 “거시적 양자 시스템 개념을 확립했다”고 평가했다.
 이들의 연구는 구글, IBM, 마이크로소프트(MS) 등 미국 빅테크가 개발에 박차를 가하는 양자컴퓨팅 길을 열었다. 초전도 회로를 이용해 양자 정보의 최소 단위인 큐비트를 구현할 수 있게 된 것이다. 구글은 지난해 12월 ‘윌로’라는 양자 칩을 공개했는데, 이 칩은 물리적 초전도 큐비트 105개로 설계된 것으로 알려졌다. 구글 수석과학자이기도 한 드보레 교수가 개발의 주역이다.
 이준구 KAIST 교수는 “이번 수상은 양자 연구 패러다임이 ‘관찰의 과학’에서 ‘응용의 산업’으로 전환되는 길이 마련됐다는 점을 인정받은 것”이라며 “산업화 가능성을 직접 입증한 연구”라고 설명했다.
 양자 기술은 방대한 연산이 필요한 분야에서 기존 컴퓨터 한계를 뛰어넘는 ‘게임체인저’로 꼽힌다. 분자 구조 분석, 신약 개발, 암호 해독, 기후 예측 등 복잡한 계산을 기존보다 수천 배 빠르게 처리할 수 있어서다. 인공지능(AI)이 데이터를 학습해 결과를 예측한다면 양자컴퓨터는 학습 속도를 비약적으로 높이는 역할을 할 수 있다. 전문가들은 AI와 양자 기술이 결합된 하이브리드 컴퓨팅이 가까운 미래에 현실화될 것으로 예상한다.
  ◇한국 양자 기술 선진국과 10년 격차
 국내에서도 양자 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 특히 도청이 불가능한 통신망을 구현하는 양자암호통신은 한국이 세계적 경쟁력을 확보한 대표 영역이다.
 대학 단위에서도 양자 연구가 활기를 띠고 있다. 지난해 연세대는 국내 최초로 IBM의 127큐비트급 양자컴퓨터를 도입해 운영을 시작했으며 서울대, 포스텍, 이화여대는 독일 막스플랑크연구소와 함께 한국막스플랑크양자물질센터를 설립해 국제 공동연구를 본격화할 계획이다.
 하지만 핵심 연구 역량은 여전히 미국과 중국 등 양자 강국보다 크게 뒤처져 있다는 지적이 나온다. 초전도체 기반 양자컴퓨터는 세계적으로 2000년대 초반부터 개발됐지만 한국은 여전히 기초 실험과 인력 양성 단계에 머물러 있다는 것이다. 이 교수는 “정부가 2010년대 초중반부터 필요성을 인식해 투자를 이어오고 있지만 인력 규모와 응용 연구 수준에서 여전히 선진국과 10년가량 격차가 있다”고 말했다.
 한국지능정보사회진흥원(NIA)에 따르면 2023년 기준 한국의 양자 연구 예산은 미국 대비 약 10분의 1이며 석박사급 전문 인력은 400명 남짓으로 미국 중국 일본에 크게 못 미친다. 지난해 과학기술정보통신부가 발표한 ‘주요국 양자 기술 수준’에서도 양자컴퓨팅 수준이 가장 높은 미국 기술을 100점으로 했을 때 한국은 2.3점에 그친 것으로 분석됐다. 정부도 대응에 나서고 있다. 양자과학이 12대 국가전략기술로 지정돼 있다. 과기정통부는 지난 8월 수립한 ‘양자 과학기술 및 산업 육성법’을 근거로 분야별 양자 연구·산업 특화 전략을 마련한다는 방침이다.
 최영총 기자 youngchoi@hankyung.com
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