[양자정보통신 인터뷰] ①(下)이준구 교수 “격차 인정하고 응용 분야 개척해야”
[양자정보통신 인터뷰] ①(下)이준구 교수 “격차 인정하고 응용 분야 개척해야”
  • 이상진 기자
  • 승인 2019.07.18 11:10
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- 韓 양자정보통신에 445억 투자할 때, ‘美·中·歐’ 조 단위 투자
- 中, 국가 집중 투자로 양자정보통신 미국에 이어 2위로 도약
- 2~3년 단기성과 중심의 투자 풍토 고쳐야 국내 양자 기술 발전 가능
- ‘알파고 100만W’ vs ‘이세돌 기사 20W’, 양자컴퓨팅으로 ‘20W 인공지능’ 개발 가능

△美 1조 3,500억 원 △中 1조 2,600억 원 △EU 1조 2,800억 원 △英 3,400억 원 △日 2,400억 원. 대한민국 445억 원. 지구촌 각국이 자국의 양자정보통신에 해당하는 기술 분야에 단행한 투자 규모다.

2018년 12월 21일, 미국 도널드 트럼프 대통령이 국가 양자 이니셔티브 법안(National Quantum Initiative Act)에 서명했다. 이로써 미국은 국가 정책적으로 국립 표준 기술 연구소(National Institute of Standards and Technology), 국립 과학 재단(National Science Foundation), 에너지부(Department of Energy) 등 다양한 국가기관이 참여하는 양자정보과학(QIS) 분야 인력 양성과 기술 개발이 가능해졌다.

양자정보통신은 양자의 물리학적 성질을 이용해 정보를 처리하고 통신에 응용하는 기술을 뜻한다. 전 세계 과학계가 미래 인류 문명을 바꿀 핵심기술로 인공지능과 함께 양자정보통신 기술을 꼽는 만큼 개별 국가는 사활을 걸고 양자정보통신 분야에 대한 투자를 늘리고 있다.

중국과 EU, 영국, 일본 등도 국방력 강화와 산업 발전을 위해 양자정보통신 분야에 국가 주도적인 대규모 투자를 진행하는 상황. 반면 우리나라는 과학기술정보통신부가 양자정보통신 분야에 오는 2023년까지 5년 동안 445억 원을 투자한다고 밝혀 투자가 미비한 실정이다. 이에 <뉴스포스트>는 양자정보통신 분야 전문가들의 릴레이 인터뷰를 통해 우리나라 양자정보통신 기술의 현주소를 짚어보고 발전을 위한 제언을 듣는 시간을 마련했다.  -편집자 주   

이준구 센터장이 세계와 국내 양자정보통신 기술 동향과 비전에 대해 이야기하고 있다(사진=이상진 기자)
이준구 센터장이 세계와 국내 양자정보통신 기술 동향과 비전에 대해 이야기하고 있다(사진=이상진 기자)

▶ 세계 각국이 양자정보통신에 주목하는 이유를 분석한다면.
“양자정보통신에 대한 관심이 시작된 것은 지난 1980~1990년대다. 당시 절대적으로 안전한 보안체계를 만들 수 있는 방패로 양자통신, 그 가운데서도 양자암호통신이 주목받았다. 또 그에 대한 반작용으로 어떠한 보안 시스템도 쳐 깨부수는 창으로서의 양자컴퓨팅도 기술적 가능성이 밝혀지기 시작했다. 현재 미국은 이 두 분야를 NSA(미국 국가 안전 보장국)에서 주도적으로 연구하고 있다. 역시 미국이 가장 앞서고 있고 중국이 그 뒤를 쫓고 있다.”

▶ 양자컴퓨팅의 소인수분해 능력으로 암호해독이 가능하다고 하던데.
“전 세계적으로 현재 암호체계 대부분이 소인수 분해를 빨리하면 암호를 쉽게 깰 수 있게 된 것은 사실이다. 또 양자컴퓨터의 알고리즘 가운데 인수분해 알고리즘이 아주 빠르게 인수분해를 할 수 있다. 하지만 사실 지금의 양자컴퓨터로 비트 수가 작은 것은 소인수분해를 해볼 수가 있지만 현실적으로 아직까지 양자컴퓨터는 오류가 있고 유효한 큐비트 수가 적기 때문에 암호해독용으로 쓰기에는 무리가 있다. 흔히 양자컴퓨터의 능력을 이야기할 때 소인수분해를 말하는 것은 초기 양자정보통신 분야 투자를 유도하기 위해 내세울 킬러 콘텐츠가 필요했기 때문이다. 더욱이 세계 각국은 미래 발달한 양자컴퓨터가 출현해 암호체계를 깰 것을 우려해 자국의 암호체계를 소인수분해로 풀리지 않는 암호체계로 바꾸고 있다.”

▶ 우리나라 양자정보통신 기술 현황에 대해 말한다면.
“OECD 국가 가운데 중간쯤이나 될까. IITP(정보통신기술진흥센터)가 2017년 기준 세계 1위 미국 대비 우리나라와 중국, 일본 등 양자정보통신 기술 격차 기간을 발표했다. 우리나라는 평균 격차가 미국에 비해 4년 늦는 것으로 나왔는데 현재까지 투자가 없었기 때문에 격차는 더 벌어졌을 것이라 본다. 특히 가장 파급효과가 큰 양자컴퓨팅의 경우 격차는 사실상 더 큰 편이다. 반면 중국은 국가 주도적인 집중 투자로 2017년 4위였던 순위가 2위로 오른 것으로 분석된다. 캐나다를 3위권으로 볼 수도 있다. 캐나다의 경우 조금 특수한 경우인데 블랙베리 창업자가 정부를 움직여 양자 분야에 투자하게 만들었다. 저스틴 트뤼도(Justin Trudeau) 캐나다 총리도 양자컴퓨터가 뭔지 이해하고 있을 정도다.”

▶ 국내 양자정보통신 분야 발전 전략을 제언한다면.
“앞으로 우리가 어떻게 따라잡느냐에 대해 전략적으로 생각해야 한다. 현재 미국이 가지고 있는 신기술을 쫓는 패스트팔로어 전략도 사실 굉장히 어려운 환경이다. 그런데 오히려 그다음 세대 기술들을 미리 기초투자 해나가는 전략도 생각해볼 수 있다. 양자컴퓨터라는 하드웨어가 만들어졌는데, 그것을 응용할 수 있는 소프트웨어 분야는 이제 시작 단계다. 이 분야에 대한 집중적이고 전략적인 투자가 있다면 승산이 있는 분야도 생길 것이다.”

▶ 양자컴퓨팅의 토대가 되는 하드웨어보다 살과 근육을 붙이는 데 집중하자는 말인가?
“그렇게 볼 수 있다. 응용분야도 사실 기초라는 게 다 있는 것이고 소프트웨어도 기초분야와 원천기술이 있다. 그런 분야를 좀 더 전략적으로 생각해서 투자를 하는 것도 국가 전략적으로 좋은 방법 가운데 하나일 수 있다. 격차가 있는 분야는 인정하고 격차가 없는 분야를 만들어나가는 전략을 생각해봐야 한다.”  

▶ 국내 양자정보통신 분야 투자가 늦은 이유가 궁금하다.
“정부와 학계 양쪽에 다 원인이 있었다. 정부 이슈로는 양자정보통신 분야 학계에서 정부를 설득하는 작업을 5년 정도 했다. 정부의 색깔이라기보다도 우리나라의 산업 토양이 단기성과에 치중해 있다는 것이 문제였다. 과제 제안서를 써도 당장 2~3년 후에 어떠한 경제적 성과를 얻을 수 있느냐를 설득을 해야 한다. 굉장히 잘못된 정부의 R&D 투자 운용방법이다. 또 학계 내부에서는 양자 기술이 정말 성공할 수 있는 기술이냐에 대해서 회의적인 시각들이 있었다. 당시 관련 분야를 연구하는 일부 학자들에게는 양자정보통신은 재밌지만 성공하기 매우 어렵고 전문가 확보가 어려운 기술로 생각됐다.”

지난 2018년 10월 2일 인공지능양자컴퓨팅 IT 인력양성 연구센터가 개소했다. 오른쪽 넷째 이준구 센터장(사진=카이스트)
지난 2018년 10월 2일 인공지능양자컴퓨팅 IT 인력양성 연구센터가 개소했다. 오른쪽 넷째 이준구 센터장(사진=카이스트)

▶ 지난해 개소한 ‘인공지능양자컴퓨팅센터 ITRC 인력양성 연구센터’는 어떻게 운영되고 있나.
“인공지능양자컴퓨팅센터라는 이름을 직접 붙였다. 양자컴퓨팅이 잘 풀 수 있고 적용됐을 때 파급효과가 가장 큰 분야가 인공지능이라고 생각해서다. 인공지능과 양자컴퓨팅이 전 세계 과학기술계의 주요 이슈이지 않나. 큐비트를 개발하는 기술을 연구하는 교수가 4명이 있고, 알고리즘과 응용 서비스를 개발하는 교수가 5명, 양자정보통신 정책을 연구하는 교수 1명이 참여해 모두 10명이 센터에 소속돼 연구를 하고 있다.”

▶ 인공지능을 양자컴퓨팅으로 구성했을 때의 이점이 뭔가?
“지난 2016년 이세돌 기사와 바둑 대결을 했던 알파고는 거의 100만W 전력을 소모했다. 그런데 인간의 뇌는 20W의 전력을 쓴다. 알파고의 100만W에 맞서 이세돌 기사는 겨우 20W의 전력만으로 1승을 거둔 것이다. 양자컴퓨팅으로 알파고 이상의 인공지능을 만들게 되면 인간과 비슷한 20W 정도의 전력만으로 인공지능을 구현할 수 있을 것이라 예측된다. 큐비트를 구성하는 원자 하나를 연산하는 데 쓰는 에너지가 극미량이기 때문이다. 인공지능 서비스가 한계에 도달하는 건 전력 소모 때문일 것이다. 양자컴퓨팅을 통해 전력 소모도 적고 인간의 지성이라 할 만한 특이점까지 도달할 수 있는 인공지능을 만들 수 있을 것이라 본다.”

▶ 인공지능 외에 양자컴퓨팅의 다른 이점을 꼽는다면?
“‘디자인 최적화’와 ‘양자화학’ 분야가 있다. 디자인 최적화는 흔히 ’자동차의 유선형을 어떻게 만들어야 바람의 저항을 덜 받을 것인가’ 등의 문제를 양자컴퓨팅을 사용하면 효율적으로 풀 수 있다는 것이다. 양자화학의 경우 대표적인 분야는 신약개발 분야가 있다. 예를 들어 아스피린의 경우 지금 전 세계적으로 동일한 성분으로 복용하고 있는데 양자컴퓨팅으로 개인의 유전자 등에 따라 70억 인구 모두에게 일대일 맞춤형 아스피린을 제조해 제공할 수 있다. 물론 10년 이상이 걸리는 먼 훗날의 이야기다. 5년 내 양자화학 분야에서 일어날 수 있는 기술로는 전기차 배터리로 사용되는 2차 전지용 물질을 개발하는 데 사용할 수 있을 것이라 예상된다.”

지난 6월 17일 김성태 자유한국당 의원을 대표로 국회에서 양자정보통신포럼이 발족한 바 있다. (오른쪽 둘째부터) 김성태 자유한국당 의원, 변재일 더불어민주당 의원, 유영민 과기부 장관, 아서 허먼 박사 (사진=이상진 기자)
지난 6월 17일 김성태 자유한국당 의원을 대표로 국회에서 양자정보통신포럼이 발족한 바 있다. (오른쪽 둘째부터) 김성태 자유한국당 의원, 변재일 더불어민주당 의원, 유영민 과기부 장관, 아서 허먼 박사(사진=이상진 기자)

▶ 지난달 김성태 자유한국당 의원이 국회에서 양자정보통신포럼을 발족하고 관련 특별법 개정안을 대표 발의할 뜻을 밝혔다. 개정안에 포함돼야 한다고 생각하는 내용이 있다면?
“세 가지 정도가 있다. 우선 양자정보통신 분야 연구개발 생태계가 확보될 수 있는 전략이 법안에 포함돼야 한다고 본다. 또 양자정보통신 연구가 단기성과를 추구하지 않도록 법안이 구조적으로 해당 내용을 담아야 한다. CDMA 기술이 핸드폰에 들어오는 데 30년이 걸렸다. 양자컴퓨팅 등 양자정보통신 분야는 그보다 훨씬 더 복잡한 기술이다. 국민 편익이 나기까지 참을성 있는 투자가 필요하다. 마지막으로 연구에 성공한 연구기관들이 개발한 기술을 공유할 수 있는 인센티브를 제공해야 한다. 기술을 오픈하고 협력할 수 있는 투자체계를 만들어 주는 내용이 포함됐으면 좋겠다.”

▶ 끝으로 양자정보통신을 위해 산업계와 학계가 나아가야 할 방향에 대해 말한다면.
“우리가 결국은 어떤 일을 하든지 그 일을 하는 사람들이 모여야 한다. 사람이 중요하다. 그래서 중단기적으로 집중해야 하는 것은 이 분야 전문 연구인력 확보와 양성이다. 이는 학계에서 맡아야 하는 중요한 역할이다. 산업계에 대해서는, IBM 리서치 조직이 1년에 지식재산권을 판매해 벌어들이는 금액이 5~10조 원 수준이다. 이들 기술들은 모두 10년 전에 만들어진 기술들이다. 우리나라 산업계는 패스트팔로어가 되기 위한 투자보다는 IBM처럼 기술의 내재화를 체계적으로 이끌어나가는 연구에 투자해야 한다.”
 


▲ 참고자료

CBC News, Canadian Prime Minister Justin Trudeau schools reporter on quantum computing during press conference, YouTube, 2016.

이상진 기자 elangvital@naver.com

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