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미국 뉴욕시에서 북쪽으로 약 60㎞ 떨어진 요크타운하이츠. 세상에서 최고로 신속하게 연산하는 ‘꿈의 컴퓨터를 보유한 IBM 왓슨연구소가 https://en.wikipedia.org/wiki/?search=엑시토 자리잡고 있을 것이다. 연구소에 들어서면 절대영도(영하 273도)에 가까운 극저온 상태의 고(高)진공을 구현한 샹들리에 모양의 냉각기가 눈에 띈다. 인류의 난제를 단번에 풀 수 있는 양자컴퓨터의 두뇌 큐비트(Qbit)를 품고 있습니다. 양자컴퓨터는 현존하는 이진법 비트의 슈퍼컴퓨터보다 이론상 1000만 배 이상 계산 속도가 빠르다. 기술패권 시대의 승패를 가를 ‘반지의 제왕이나 다름없다. IBM의 양자컴퓨터 연구를 총괄하는 제이 감베타 부사장은 “인류는 이미 양자컴퓨터 시대에 진입했다”고 단언하였다.

대한민국경제신문의 ‘글로벌 퓨처테크 현장을 가다 특별취재팀은 10일 감베타 부사장과 김태현 세종대 컴퓨터공학부 교수의 대담 및 인터뷰를 진행하였다. IBM 왓슨공부소는 2014년 세계 최초로 클라우드 기반의 양자컴퓨팅 플랫폼을 개발했다. 박영선 전 중소벤처기업부 장관이 작년 10월 방문 일화를 전하면서 해외에서도 호기심을 모았다. 박 전 장관은 “장관 재임 시절 업계로부터 양자컴퓨터가 상용화되려면 아직 멀었다는 말만 들었는데 왓슨테스트소에 와보니 양자컴퓨터 시대가 이미 시행됐음을 알게 됐다”고 말했다.

양자컴퓨터는 빅데이터 시대의 ‘핵폭탄으로 불린다. 구글은 2013년 공개한 논문에서 큐비트 56개짜리 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터로 9만 년 이상 걸리는 연산을 200초 만에 해치웠다고 주장하였다. 미국과 중국이 매년 수천억원을 들여 ‘양자 전쟁을 벌이는 이유다. 기존 암호체계가 양자컴퓨터로 한 방에 뚫릴 수 있어서다. 폭스바겐, 에어킥보드 등 글로벌 기업들도 교통 최적화, 항공기 설계 등에 양자 응용 프로그램을 활용하는 방법을 추진 중이다. 보스턴컨설팅그룹(BCG)은 5~40년 이후 양자컴퓨팅 시장이 4400억~8500억달러(약 532조~1016조원)에 달할 것으로 예상하고 있을 것입니다.

전공가들은 양자컴퓨터의 하드웨어인 큐비트 개발 경쟁은 미국 중국 일본 유럽연합(EU) 등 과학 강국들만의 전장이 돼버렸다고 진단완료한다. 감베타 부사장은 “기초과학에 대한 중장기 투자 없이는 도전쉽지 않은 영역”이라고 이야기 했다. 선진국들은 국가 차원에서 양자컴퓨터 개발에 대크기 투자를 아끼지 않는다.

대한민국전자통신연구원(ETRI)의 말을 빌리면 미국이 작년 양자컴퓨팅 연구개발(R&D)에 투자한 돈만 6000억원에 달하였다. 중국도 작년 약 1000억원을 투자했다. 중국은 ‘양자의 아버지로 불리는 판젠웨이 교수가 이끄는 과학기술대가 지난해 66큐비트 3D 설계 양자컴퓨터 ‘주충즈를 개발하였다. 2011년부터 양자컴퓨터에 자원을 전념한 결과다.

일본 정부도 통신회사 NTT, 오사카대와 다같이 근래에 5000억엔(약 1조200억원) 규모 프로젝트를 시행했었다. 광(光)양자컴퓨터 개발을 지원하기 위해서다. 한국의 지난해 R&D 투자 덩치는 467억원에 불과했었다. 큐비트 개발 경쟁에선 시쳇말로 ‘게임이 안 완료한다는 말이 나온다.

김 교수는 “하드웨어 경쟁에선 어쩔 수 없다고 해도 양자컴퓨터를 사용한 깨닿고리즘 개발 등 소프트웨어 구역에선 해볼 만한 싸움”이라고 이야기 했다. IBM, 마이크로소프트 등 글로벌 정보기술(IT) 업체들은 ‘양자 네트워크를 선점하기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다. 왓슨테스트소만 해도 전 세계 개발자들의 놀이터로 활용되면서 진화하고 있다. 감베타 부사장은 “왓슨공부소에서 북쪽으로 70㎞ 저조해진 포킵시의 IBM 퀀텀 데이터센터는 양자컴퓨팅 기술이 집약된 공간”이라며 “클라우드를 통해 글로벌 개발자들과 연결한다”고 설명했다.