양자 플래그십 프로젝트, 양자컴퓨팅·통신·센싱 핵심기술 개발 성과 가시화 – 「양자과학기술 플래그십 프로젝트 연례회의(애뉴얼 미팅, Annual Meeting)」 개최 –

– 초전도 큐비트 결맞음 시간 당초 목표의 2배(100마이크로초) 달성부터 광 기반 양자중계기 기술·심자도 센서 개발까지 –

– 7대 시드(SEED) 양자기술 분야 사업화 기반 마련 기대 –

– 26개 과제 연구책임자 한자리에… 주요성과 공유 및 향후 협력방안 논의 –

【관련 국정과제】 28. 세계를 선도할 넥스트(NEXT) 전략기술 육성

과학기술정보통신부(부총리 겸 과학기술정보통신부 장관 배경훈, 이하‘과기정통부’)는 11월 10일(화) 대전 호텔 오노마에서 「양자과학기술 플래그십 프로젝트 연례 회의(애뉴얼 미팅, Annual Meeting)」을 개최한다고 밝혔다. 이번 행사에는 양자컴퓨팅·양자통신·양자센싱 등 3대 분야 26개 과제의 연구진과 관계자 약 150명이 참여하며, 지난해 10월 연구 착수 이후 1년간의 추진현황과 주요 성과를 공유한다.

정부는 지난 8월 양자 분야를 미래성장동력 「7대 SEED」의 하나로 선정하고, 핵심기술 확보와 조기 상용화, 산업 생태계 조성 등을 통해 양자산업을 미래 성장동력으로 육성하고 있다. 양자과학기술 플래그십 프로젝트는 이러한 정책 방향을 뒷받침하는 임무지향형 대형 연구개발 사업으로, 선도국 수준의 핵심기술 확보와 산업화 역량 강화를 목표로 1단계(’25~’29년) 총사업비 약 3,604억 원 규모로 양자컴퓨팅 7개, 양자통신 6개, 양자센싱 13개 등 총 26개 핵심과제를 지원하고 있다.

이번 애뉴얼 미팅은 백승욱 한국연구재단 양자과학기술플래그십사업 추진단장의 사업 추진현황 및 전략 발표와 함께 26개 과제들의 중간 연구성과를 공유하기 위해 마련되었다.

이번 회의에서 공유되는 사업의 주요성과는 다음과 같다.

먼저, 양자컴퓨팅 분야에서는 초전도 큐비트의 정보 유지시간(결맞음 시간)을 100μs(1만분의 1초) 이상으로 확보하고, 2027년 목표치(50μs)의 2배 수준을 사업 착수 1년 만에 조기 달성했다. 아울러 양자연산의 핵심인 두 큐비트 간 얽힘연산*에서도 99% 수준의 정확도를 확인하였다. 해당 성과는 양자컴퓨터의 연산 오류율을 좌우하는 핵심 성능지표로, 오류정정 100큐비트급 초전도 양자프로세서 개발(’29년 목표)의 기반기술을 조기에 확보했다는 데 의미가 있다. 향후 국산 양자컴퓨터의 핵심 성능경쟁력 확보에 기여할 것으로 기대된다.

* 두 개 이상의 큐비트가 서로 독립적이지 않고, 한쪽의 상태가 결정되면 다른 쪽의 상태도 연동되도록 얽힌 상태(Entangled State)를 만드는 논리적 연산 과정

한편, 양자통신 분야에서는 원하는 시점에 얽힘을 안정적으로 만들어내는 고체 기반 양자중계기와 빛(광자)만으로 얽힘을 이어 붙일 수 있는 전광자 양자중계기 기술 개발과 양자광 변환장치 등 관련 특허출원 성과가 발표되었다. 특히, 양자중계기는 거리가 멀어질수록 손실이 커지는 양자신호를 손실 없이 연결하는 장거리 양자 네트워크의 필수 원천기술로, 향후 분산형 양자컴퓨팅, 장거리 양자암호통신 및 양자 네트워크 등의 핵심 기반기술로 활용될 것으로 기대된다.

마지막으로 양자센싱 분야에서는 심자도* 측정이 가능한 다이아몬드 NV센터 기반 소형 자기장 센서** 개발 성과가 발표되었다. 기존 심자도 장비와 달리 NV센터 기반 센서는 상온에서 동작하고 소형화가 가능해 장비 규모와 운용 부담을 크게 줄일 수 있다. 또한 의료 분야에 활용되어 전극 부착 없이 심장의 미세한 자기장 변화를 측정해 심근허혈·부정맥 등 심장 질환을 진단할 수 있어, 향후 의료 현장에서 손쉽게 활용 가능한 소형 심장질환 진단 장비 개발로 이어질 것으로 기대된다.

* 심자도(Magnetocardiography): 심장의 전기 활동으로 생기는 미세한 자기장을 측정하여, 체외에서 비침습적으로 심장 질환을 진단 가능한 첨단 의료기술

** NV센터 기반 양자센서: 다이아몬드 속 미세 결함(질소-빈자리, NV센터)이 외부 자기장에 민감하게 반응하는 성질을 이용한 초정밀 센서

아울러, 플래그십 사업단은 플래그십 사업의 연구개발 성과를 바탕으로 프로젝트의 국가적 전략성을 강화하고, 산업적 활용 가능 기술의 식별을 통해 조기 기술 사업화 방안을 모색할 계획이다.

윤경숙 과기정통부 기초원천연구정책관은 “양자과학기술 플래그십 프로젝트는 우리나라의 양자기술 경쟁력 확보를 위한 핵심 연구개발 사업”이라며, “이번 애뉴얼 미팅을 계기로 연구진 간 협력이 더욱 활성화되고 7대 SEED를 견인하는 혁신적인 연구성과 창출이 가속화될 수 있도록 적극 지원하겠다”고 밝혔다.

※ 상기 일정은 추진상황에 따라 변경될 수 있음