'AI 다음은 퀀텀'…정부·기업, 양자 산업 선점 경쟁 막 올랐다

[경제일보] 인공지능(AI)에 이어 양자 기술이 차세대 국가 경쟁력을 좌우할 핵심 분야로 떠오르면서 정부와 글로벌 빅테크, 국내 정보통신기술(ICT) 기업들이 잇달아 투자 확대에 나서고 있다. 연구개발(R&D) 중심이던 양자 기술이 상용화 단계에 가까워지면서 양자컴퓨터와 양자통신, 양자센서 등 산업 생태계 선점 경쟁이 본격화되는 모습이다.

3일 업계에 따르면 정부는 AI에 이어 양자 기술을 미래 성장동력으로 육성하기 위해 연구개발과 산업 기반 구축을 동시에 확대하고 있다. 과학기술정보통신부는 양자컴퓨팅과 양자통신, 양자센서 등 핵심 기술 개발뿐 아니라 기업 참여 확대와 실증 사업, 전문 인재 양성 등을 통해 양자 산업 생태계 조성에 속도를 내고 있다.

양자 기술은 기존 컴퓨터가 0과 1을 순차적으로 계산하는 방식과 달리 양자 중첩과 얽힘 현상을 활용해 복잡한 연산을 동시에 수행할 수 있는 것이 특징이다. 신약 개발과 신소재 탐색, 금융 시뮬레이션, 물류 최적화, AI 모델 학습 등 현재 슈퍼컴퓨터로도 오랜 시간이 걸리는 문제를 획기적으로 단축할 수 있을 것으로 전망된다.

양자 기술은 산업 혁신뿐 아니라 정보보안 체계에도 큰 변화를 가져올 것으로 전망된다. 초고성능 양자컴퓨터가 상용화되면 현재 금융과 통신, 국가 기반시설 등에서 사용하는 공개키 암호체계(RSA, ECC 등)가 짧은 시간 안에 해독될 가능성이 제기되기 때문이다. 이른바 '양자 시대'를 대비한 보안 체계 전환이 전 세계적인 과제로 떠오르면서 기업들은 양자컴퓨터 개발과 함께 양자 보안 기술 확보에도 속도를 내고 있다.

글로벌 빅테크들도 양자 기술을 차세대 플랫폼으로 보고 투자 경쟁을 벌이고 있다. IBM과 구글, 마이크로소프트(MS), AWS 등은 자체 양자컴퓨터 개발과 클라우드 기반 양자 서비스 구축을 추진하며 기술 경쟁을 이어가고 있다.

특히 AWS는 최근 양자 기술 전략을 공개하며 오는 2028년 양자컴퓨팅 서비스를 선보이겠다는 로드맵을 제시했다. 클라우드 환경에서 기업과 연구기관이 양자컴퓨팅을 활용할 수 있는 기반을 마련해 AI에 이어 양자컴퓨팅 시장에서도 경쟁력을 확보하겠다는 전략이다.

국내 기업들도 양자 기술을 미래 사업으로 낙점하고 투자를 확대하고 있다. SK텔레콤은 양자암호통신과 양자보안 기술을 중심으로 사업을 확대하는 한편, 향후 AI와 양자를 결합한 차세대 ICT 서비스 발굴에도 속도를 내고 있다. 양자 기술이 AI 시대 데이터 보호와 초고속 연산을 동시에 해결할 핵심 기술이 될 것으로 판단하고 있기 때문이다.

통신업계는 특히 양자암호통신을 가장 빠른 상용화 분야로 보고 있다. AI 확산으로 데이터 보안 중요성이 높아지는 가운데 기존 암호체계를 무력화할 수 있는 양자컴퓨터 등장에 대비해 양자암호 기반 보안 기술 확보가 새로운 경쟁력으로 부상하고 있다.
 
국내 통신업계도 양자 보안을 미래 핵심 사업으로 육성하고 있다. SK텔레콤과 KT, LG유플러스는 양자암호통신과 양자내성암호(PQC), 양자난수생성기(QRNG) 등 차세대 보안 기술을 개발하며 양자 시대에 대비하고 있다. 양자컴퓨터가 기존 암호체계를 무력화할 가능성에 대응해 국가기관과 금융권, 데이터센터, 기업망 등에 새로운 보안 체계를 적용하는 사업도 확대하는 추세다.

정부 역시 연구 성과를 산업으로 연결하는 데 초점을 맞추고 있다. 기존에는 원천 기술 확보가 중심이었다면 최근에는 기업이 실제 서비스를 개발하고 시장을 창출할 수 있도록 실증과 사업화를 지원하는 방향으로 정책 무게중심이 이동하고 있다. 양자 기술을 반도체와 AI에 이은 새로운 국가 전략 산업으로 육성하겠다는 구상이다.

시장 전망도 빠르게 확대되고 있다. 글로벌 시장조사업체들은 양자컴퓨팅 시장이 향후 10년 동안 높은 성장세를 이어갈 것으로 전망하고 있으며, AI와 결합한 산업 활용 사례도 지속적으로 증가할 것으로 내다보고 있다. 특히 AI가 방대한 데이터를 학습하고 분석하는 기술이라면, 양자는 AI가 해결하지 못하는 초고난도 연산을 담당하는 보완재 역할을 하며 새로운 산업 생태계를 형성할 것으로 기대된다.

통신 업계는 양자 기술이 오는 2030년 전후 본격적인 상용화 단계에 진입할 것으로 전망하고 있다. AI가 산업 전반의 생산성을 높이는 역할을 했다면, 양자는 AI가 해결하기 어려운 영역까지 확장하며 차세대 디지털 산업의 핵심 기반 기술로 자리 잡을 것이라는 기대가 커지고 있다.

배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부장관은 2일 퀀텀코리아 2026 환영사를 통해 "인공지능 다음은 퀀텀"이라며 "기업, 산학연, 정부가 다같이 힘을 합쳐서 대대적인 투자 계획, 육성 계획에 대해 더욱 고민하고 발전시켜야 한다고 생각한다"고 말했다.