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21세기에서 바라본 양자정보기술

충청투데이 cctoday@cctoday.co.kr 2018년 02월 27일 화요일 제22면     승인시간 : 2018년 02월 26일 17시 08분
[젊은 과학포럼] 
최병수 ETRI 양자창의연구실장

최근 많이 회자되는 4차 산업혁명은 사회 전반에 걸쳐서 20세기의 기술총아인 ICT가 지능화라는 형태로 활용되는 것이라 생각된다. 4차 산업혁명의 결과물은 지능정보화기술이 사회의 기술, 문화, 경제, 정책, 산업 전반에서의 효율성을 높이고 인류의 행복을 증진할 것으로 기대하고 있다. 이것을 의도하던 그러하지 아니하던 많은 정보통신 연구개발 결과는 이러한 지향점을 향해 가고 있다고 생각된다. 이 과정에서 정보화의 역할이 매우 중요했고 이는 20세기 중반부터 이어져온 정보기술의 발전과 괘를 같이 하고 있다. 매년 더 빠른 칩, 더 빠른 전송속도, 더 높은 보안 기술이라는 형태로 매년 계속적으로 기술적 진보가 이뤄져 왔다.

그러던 기술적 진보가 최근 여러 곳에서 한계상황에 가까워지고 있음이 감지되고 있다. 가장 대표적인 것이 매년 2배 이상으로 성능이 향상된다는 ‘무어의 법칙’이 최근 폐기됐다. 이와 유사하게 통신 속도 및 센서 등에서도 다양한 기술적 한계 수준까지 도달하고 있음이 확인되고 있다. 물론 지금 당장 일반인의 입장에서는 문제가 없을 것이다. 하지만 연구개발 최전선에 있는 연구자들은 심각하게 우려를 표현하고 있다. 이에 따라 다양한 한계 돌파 혹은 한계 회피형 기술개발이 시급함을 인지하고 있다.

이러한 한계 상황을 일찌감치 파악한 선구자적 연구자들이 있었는데, 그들은 정보라는 것의 정의가 현재 사용되는 이진수 체계가 아니라 양자역학적으로 정의돼야 한다는 것을 간파했다. 이것도 이미 30여 년 전부터 있었던 일이고, 이를 시작으로 그 동안 많은 개념적, 기초적, 이론적, 실험적 연구개발이 진행됐다.

이에 따라 이진수를 기반으로 하는 정보인 비트 정보기술의 한계점이 다가오면서 그 대안 기술로 양자적 비트인 큐비트라는 것이 적극적으로 부각됐다. 큐비트는 단순히 비트의 기술적 한계를 뛰어넘는 것을 넘어서 우리가 통념적으로 알고 있던 정보기술의 한계를 돌파하는 몇 가지 중요한 가능성을 제시함을 알게 됐다. 예를 들어 큐비트에 기반 하면 정보에 대한 복제가 되지 않아 정보보안성을 획기적으로 높일 수 있다. 이 뿐 아니라 큐비트에 기반 하면 우리가 미처 계측하지 못했던 매우 미세한 수준의 영역을 손쉽게 확인할 수 있어 정보계측능력을 획기적으로 높인다. 마지막으로 큐비트에 기반한 양자컴퓨팅은 정보계산능력 자체를 크게 향상시킨다. 결과적으로 정보기술이 제공하는 정보의 계측, 보안, 처리 기술 전면에서 새로운 형태의 기술적 돌파구가 생긴 것이다. 이를 반영하듯 각국 정부 및 주요 정보기술 글로벌 기업들은 공개적 및 비공개적으로 엄청난 연구개발을 진행중이다. 최근 중국에서는 수조원 이상의 투자를 계획중이라고 발표했다.

이제 양자정보기술은 태동기 단계를 넘어서 초기 상용화 단계로 가고 있다. 어떤 이는 말한다, 양자정보기술이 제5차 산업혁명의 기술적 촉매가 될 것이라고. 이제 우리는 그러한 미래를 차분히 고려해야 한다. 정보기술은 우리나라 경제, 산업적으로 가장 중요한 영역이다. 양자정보기술은 그런 측면에서 빠른 2등 전략은 통하지 않고, 빠르게 추격하기도 힘들 것으로 보인다. 미래는 항상 준비하는 자의 것이지, 누가 제공하는 것이 아니다.

따라서 우리나라도 이제 양자정보 기술 분야에 좀 더 관심을 가져야 할 때라 생각한다. 더 적극적인 연구개발 의지를 갖고 노력해야만 20세기 ICT선진국의 지위를 21세기 우리 후손들에게도 자연스레 물려줄 수 있을 것이다.
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