글로벌 인공지능(AI) 시장을 선도하고 있는 엔비디아(Nvidia)는 2026년 4월15일 오픈소스 기반의 양자컴퓨팅용 AI 모델 '이징(Ising)'을 공개했다. 이징은 양자컴퓨터의 운영체제(OS)의 역할을 담당한다.

양자컴퓨터의 OS를 개발해 AI 플랫폼을 구축하겠다는 출사표를 던진 것이다. 미국 정보통기술(ICT) 기업인 IBM과 구글(Google) 등이 양자 하드웨어 개발에 집중하고 있지만 엔비디아는 하드웨어와 소프트웨어 모두에 역량을 집중하고 있다.

우리나라 과기정통부는 '양자클러스터'를 조성해 기존 사업의 혁신을 창출하는 '양자전환(QX))을 추진할 계획이다. 지방의 균형발전을 달성하기 위해 양자 전퐌 거점을 육성할 방침이다.

◇ 한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단의 임무 소개

한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단은 2010년 설립됐다. 국방 연구개발 제도개선, 국방 연구개발 과제화/연구지원, 군에 과학기술 지원 등의 임무를 수행하고 있다.

더불어 안보⸱재난안전기술단 소속 미래국방국가기술전략센터는 2022년 만들어졌다. '국방과학기술 혁신을 위한 국가 연구개발 투자전략 싱크탱크'로 비전을 설정했다.

주요 임무는 △과학기술정보통신부의 국방 연구개발(R&D) 투자정책 수립 지원 △국방적용 가능 민간R&D 역량 발굴-과제기획 △국방R&D 민관군 협력기반 마련 등이다.

이번에 소개할 기술은 차세대반도체연구소 양자정보연구단 정호중 책임연구원(hojoong.jung@kist.re.kr)이 수행한 '상온 및 대기압에서 동작하는 양자 컴퓨팅 기술'이다.

◇ 상온 및 대기압에서 동작하는 플랫폼 개발해 상용화 가능한 양자 컴퓨팅 기술 연구

차세대반도체연구소는 상온 및 대기압에서 동작하는 양자 컴퓨팅 기술을 개발하고 이를 이용해 분자 구조 계산을 포함한 일상생활에 유용한 문제를 해결하기 위한 연구를 진행했다.

현재 전 세계적으로 양자 컴퓨팅 연구가 아주 활발히 진행되고 있다. 양자컴퓨팅 플랫폼으로 주로 언급되는 초전도체 및 이온 트랩 방식은 극저온 및 고진공 상태에서만 작동이 가능하다.

이런 환경을 만들기 위해서는 부피가 커지고 이동이 어려워 상용화 및 확장성에 한계가 있다. 아직 어떤 양자 컴퓨팅 플랫폼이 좋은지 결정되지 않은 상황이다.

하지만 상온 및 대기압에서 동작하는 플랫폼을 개발해 국내 기술력으로 상용화 가능한 양자 컴퓨팅 기술을 개발하고자 한다.

◇ 다이아몬드 기반 Nitrogen-Vacancy (N-V) 센터를 생성하고 스핀의 양자적 특성을 이용해 양자 컴퓨팅 구현

다이아몬드 기반 Nitrogen-Vacancy (N-V) 센터를 생성하고 스핀의 양자적 특성을 이용해 양자 컴퓨팅을 구현했다. 현재 이동 가능한 상온-대기압에서 동작하는 양자 컴퓨팅 기술에 성공했으며 큐비트수를 늘리는데 집중하고 있다.

또한 광자 기반 양자 컴퓨팅 연구도 수행하고 있고 이를 응용해 분자 구조 계산 및 상용화에 필수인 소자화 연구 중이다. 관련해서 다수 논문를 작성했으며 특허를 출원했다.

▲ 과기대전에서 발표한 다이아몬드 기반 양자 컴퓨터 [출처=한국과학기술연구원]

▲ 광자 기반 양자 시뮬레이팅 분자 구조 계산(Optica) [출처=한국과학기술연구원]
- 계속 -