중국 연구팀이 세계 최고인 미 구글의 양자 컴퓨터보다 100만배 이상 복잡한 계산을 할 수 있는 양자 컴퓨터를 개발해 이 분야에서 중대 진전을 이뤘다고 중국 관영 CCTV방송이 26일 보도했다. ‘퀀텀 수프리머시(양자 과학 분야의 우위)’를 놓고 미·중의 경쟁이 치열해지는 양상이다.

순다르 피차이 신임 알파벳 CEO가 구글이 개발한 양자컴퓨터 앞에 서 있다.양자 컴퓨터는 0과 1을 동시에 구현하는 큐비트(qubit·quantum bits)를 통해 일반 컴퓨터로 수만년이 걸리는 연산을 수십초에 해낸다. 양자 컴퓨터는 미·중이 경쟁하는 대표적인 과학 분야다. 미국에서는 구글⋅IBM 등 기업이 주도하고 있다. 지난달 미국이 영국·호주와 결성한 안보 협력체 오커스(AUKUS)는 원자력 잠수함 이외에도 양자 컴퓨터 분야 등에서 협력한다고 명시했다.

CCTV방송에 따르면 판젠웨이(潘建偉) 중국과학원 원사(중국 최고 과학자에게 주는 호칭) 연구팀은 연산 속도가 현재 가장 빠른 수퍼 컴퓨터의 1000만배에 달하는 초전도 양자 컴퓨터인 ‘쭈충즈(祖沖之) 2호’를 개발했다. 연구진은 이 컴퓨터가 2년 전 구글이 출시한 최신 양자 컴퓨터 ‘시커모어’보다 100만배 복잡한 연산을 할 수 있다고 밝혔다. 쭈충즈는 5세기 남송의 수학자이자 과학자로 역법인 ‘대명력(大明曆)’을 만든 인물이다.

판 원사 연구팀은 최신 광(光)양자 컴퓨터인 ‘주장(九章) 2호’도 소개했다. 연구진은 주장 2호가 기존 수퍼 컴퓨터로 30조년이 걸리는 계산을 1000분의 1초 만에 할 수 있다고 했다.

양자는 원자 수준 이하 극미세 세계의 에너지·물질 단위를 일컫는다. 양자 기술은 양자 기술은 물리법칙인 양자역학을 고속 계산 및 통신에 이용해 컴퓨터의 처리 능력을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 이를 바탕으로 정보 통신, 금융, 의료 등 다양한 산업에서 활용이 가능해 미래 산업의 ‘게임체인저’로 부상하고 있다.

양자역학을 이용하면 컴퓨터의 처리 능력이나 암호·통신·AI 기술 등을 발전시키고 소재 개발이나 유전자 해석 등의 효율성을 높일 수 있다. 예를 들어 양자암호통신은 양자의 특성을 활용해 암호키(Key)를 생성하고 송신자와 수신자 양쪽에 나눠주는 방식을 활용하는 것으로, 사실상 도청이 불가능하다고 평가된다. 2035년 글로벌 양자암호 정보통신 시장 규모는 200억 달러(약 23조4600억원)에 이를 것으로 예상된다.

미국은 지난 2018년 말 ‘양자법’을 제정해 이 분야에 향후 4년간 총 12억 달러를 투자하고 백악관 직속 ‘국가양자조정실(NQCO)’을 설치했다. 중국은 중국은 2016년 8월 세계 최초 양자 통신위성인 ‘묵자호’를 발사했고 이듬해에는 국내 2000㎞ 길이의 세계 최장 양자 통신망도 구축했다.

정부가 인프라 투자에 나서면서 민간 업체들도 양자 컴퓨터 개발에 속도를 내고 있다. 특히 구글은 오는 2029년까지 상업용 양자 컴퓨터를 내놓는다는 목표를 세웠다.

일본도 양자통신·암호 분야에서 높은 수준의 기술력을 갖고 있지만 실용화에선 성과가 부족하다는 평가가 나온다. 이에 도시바와 도요타, NTT 등 일본을 대표하는 11개 기업은 지난 6월 양자 기술 민관 협의회 출범을 발표한 바 있다.

조선비즈 이용성 기자