배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관이 2일 서울 동대문디자인플라자에서 열린 '퀀텀코리아 2026' 개막식에 참석했다. 양자 기술은 이제 학계 연구 분야를 넘어 글로벌 빅테크와 각국 정부가 적극 투자하는 국가 전략 기술로 부상했다.
양자 기술이 주목받는 이유는 계산 방식 자체가 기존 컴퓨터와 근본적으로 다르기 때문이다. 현재 컴퓨터가 정보를 0 또는 1로만 계산하는 반면, 양자컴퓨터는 '큐비트'를 활용해 0과 1의 상태를 동시에 표현할 수 있다. 여러 큐비트가 서로 얽혀 기존 컴퓨터로는 풀기 어려운 복잡한 계산을 효율적으로 수행할 수 있는 것이다. 신약 개발, 차세대 소재, 배터리 개발, 금융 투자 포트폴리오 최적화, 물류 공급망 최적화, 기후 예측 등 산업 전반에서 혁신을 이끌 게임 체인저로 기대되고 있다.
양자 기술은 크게 세 가지 축으로 발전 중이다. 양자컴퓨팅은 AI, 신약, 소재, 금융 등 난제 해결이 목표이고, 양자통신(QKD)은 도청 탐지 기능을 활용하며 향후 양자인터넷으로 확대될 것으로 예상된다. 양자센싱은 원자 수준의 미세한 변화를 감지하는 기술로 의료, 자율주행, 반도체, 국방 등에 활용 가능성이 있다.
다만 상용화 전까지는 기술적 장벽을 극복해야 한다. 큐비트가 열, 진동, 전자기파 등 외부 환경에 민감해 양자 상태가 무너지는 '디코히런스' 문제가 발생한다. 양자 오류의 최소화와 수백만 개 규모로의 안정적인 큐비트 시스템 구축이 가장 중요한 개발 과제로 지목된다.
글로벌 기술 경쟁은 이미 본격화됐다. IBM과 구글은 오차를 감소시킨 상용 수준의 양자컴퓨터 개발을 추진 중이며, AWS는 클라우드 기반의 양자 연산 서비스인 'QaaS'를 출시했다. 업계 전문가는 양자 기술이 기술적 장벽을 극복하면 산업과 일상을 근본적으로 변화시키는 패러다임이 될 것으로 전망했다.