양자컴퓨터는  정보 처리 단위를 양자비트(quantum bit, 큐비트(qubit))를 사용한다. 일반 컴퓨터가 정보를 1과 0 값 단위로 처리하고 저장하는 것과 달리 큐비트는 이를 동시에 중첩 적용하며 병렬 연산으로 매우 빠르게 연산을 수행할 수 있다.

사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 등 급속한 과학기술 발전과 함께 데이터 처리량도 기하급수적으로 늘고 있어 양자컴퓨터를 활용하려는 수요도 금융, 운송, 교통, 정보통신 등 각 분야에서 증가하는 추세다.

KISTI(한국과학기술정보연구원·원장 최희윤)은 30일 발간한 'KISTI 이슈브리프'를 통해 양자컴퓨터 개념과 국내외 동향을 소개하면서 향후 발전 방안을 제시했다.

양자컴퓨터는 동시 병렬 연산 처리 능력으로 기존 슈퍼컴퓨터로는 적정 시간내에 계산할 수 없는 과학기술 난제 해결에 기여할 것으로 전망된다. 금융, 물류, 화학, 제약, 의료, 자동차, IT, 항공우주 등 각분야에서 활용이 기대된다. 즉 금융의 리스트 관리, 신약개발, 분자설계 최적화 등 각 분야에 큰 영향을 줄 것으로 예상된다.

이슈브리프에 의하면 과학 선진국들은 양자컴퓨터의 영향력을 의식하며 이를 선점하고 주도권을 확보하기 위해 막대한 연구개발 예산을 투입하고 있다. 미국은 지난해 양자 이니셔티브 법을 재정, 양자컴퓨팅 분야 R&D전략투자 관련 정책 방향을 제시했다.  그에 앞서 2015년 미국 국가안보국(NSA)는 암호체계를 무력화할 양자컴퓨터 개발에 7970만 달러를 투자할 계획이라고 발표한 바 있다.

영국과 중국, 일본 역시 양자컴퓨터 산업 육성 정책을 펼치고 있다. 영국은 양자컴퓨터 상용화와 사업화에 1억9400만 달러, 중국은 2018년부터 5년간 1000억 위한(한화 약 17조원)을 투입키로 했다. 일본도 2018년부터 양자컴퓨터 실용화 프로그램을 추진 중이다.

우리나라는 조금 늦은 2019년 과학기술정보통신부가 양자컴퓨팅 핵심원천기술 확보와 생태계 조성 추진을 선언했다. 2023년까지 5년간 총 445억원을 투자키로 했다.

후발주자인 우리나라가 가야할 방향도 제시됐다. 미래사회는 양자컴퓨터가 과학기술 인프라 핵심으로 자리잡을 것으로 예상되는 만큼 그 시기를 준비하는 전략이 필요하다. 또 향후 10년 이내에 상용화될 양자컴퓨터의 본격 활용에 앞서 다양한 R&D 활용으로 양자컴퓨터 기반 연구개발 시대를 사전에 준비해야 한다.

최희윤 원장은 "우리나라는 주요국에 비해 양자컴퓨팅 분야가 조금 뒤처져 있으나 과학기술 핵심인력이 집중돼 있는 출연연을 중심으로 새로운 과학기술 도구인 양자컴퓨터 연구개발을 주도한다면 기술 격차를 현저히 줄일 수 있을 것"이라고 강조했다.