AI 다음을 준비하는 국가 전략, ‘양자’가 전면에 등장하다

정부가 인공지능(AI) 이후의 기술 경쟁 구도를 상정한 첫 번째 양자 분야 종합계획을 공식화했다. 과학기술정보통신부는 1월 29일 「제1차 양자과학기술 및 양자산업 육성 종합계획」과 「제1차 양자클러스터 기본계획」을 동시에 발표하며, 연구개발(R&D)을 넘어 산업·인력·지역을 포괄하는 양자 국가전략의 방향을 제시했다. 이번 계획은 관련 법률에 근거해 수립된 정부 최초의 양자 분야 마스터플랜으로, 향후 10년 이상을 내다본 정책 로드맵이라는 점에서 의미가 크다. 정부가 설정한 문제의식은 분명하다. AI가 현재의 기술 경쟁을 이끌고 있지만, 그 이후 단계의 국가 경쟁력은 양자기술이 좌우할 수 있다는 판단이다. 종합계획의 비전으로 제시된 ‘양자기술로 Next-AI를 선도하는 대한민국’이라는 표현은, 양자기술을 단일 연구 분야가 아니라 차세대 산업과 안보, 공급망 경쟁까지 연결되는 핵심 전략기술로 인식하고 있음을 보여준다. 이번 계획은 이러한 인식을 바탕으로 2035년까지 세계 1위 퀀텀칩 제조국 달성, 양자인력 1만 명 확보, 양자 활용 기업 2,000개 육성 등 구체적인 목표치를 제시하고 있다.

이번 종합계획의 가장 큰 특징은 양자기술을 연구 성과의 축적이 아닌 ‘산업화 전환’의 문제로 다루고 있다는 점이다. 정부는 국산 풀스택 양자컴퓨터 개발을 핵심 과제로 설정하고, 이를 통해 핵심 기술의 자립과 함께 제조 역량을 축적하겠다는 구상을 밝혔다. 동시에 자동차, 제약, 금융 등 기존 기술로는 해결이 어려웠던 산업 난제를 양자기술과 AI를 결합해 풀어내는 활용 사례 발굴에도 정책 역량을 집중하겠다는 방침이다. 이를 뒷받침하기 위해 양자컴퓨터, 고성능컴퓨팅(HPC), 인공지능을 연동한 하이브리드 연구 인프라 구축도 추진된다. 연구자가 특정 기술에 종속되지 않고 융합 환경에서 양자기술을 실험하고 검증할 수 있도록 하겠다는 취지다. 이는 양자기술을 ‘미래 기술’로만 남겨두지 않고, 실제 산업 문제 해결에 연결하려는 정책 방향을 분명히 드러내는 대목이다. 종합계획 전반에서 반복되는 ‘활용’, ‘Use-case’, ‘산업 난제’라는 표현은 정부가 양자기술 정책의 성패를 기술 성취 자체보다 활용 구조의 정착에서 찾고 있음을 보여준다.

‘연구단지’가 아니라 ‘양자전환 거점’으로 설계된 클러스터 전략

정부는 양자기술 산업화를 중앙 연구개발에만 맡기지 않고, 지역 단위의 산업 구조로 확장하겠다는 전략도 함께 제시했다. 「제1차 양자클러스터 기본계획」에 따르면, 2030년까지 양자컴퓨팅·양자통신·양자센서·소부장·알고리즘 등 5대 분야를 중심으로 지역 특화산업과 결합된 양자클러스터를 조성할 계획이다. 이는 양자기술을 특정 연구기관의 성과로 한정하지 않고, 지역 산업 생태계 전반으로 확산시키겠다는 정책적 선택으로 해석된다. 정부가 제시한 클러스터의 개념은 기존의 연구단지 모델과는 다소 다르다. 계획 문서에서는 클러스터를 ‘양자전환(Quantum Transformation, QX)의 거점’으로 규정하며, 첨단산업과 양자기술이 융복합되는 공간으로 설정하고 있다. 즉, 단순히 연구시설을 집적하는 것이 아니라, 지역 주력산업이 양자기술을 통해 새로운 경쟁력을 확보하도록 유도하는 구조다. 이를 위해 정부는 지역 개발계획 수립 지침을 마련한 뒤 상반기 공모를 거쳐 올해 7월 최종 클러스터 지역을 확정하겠다는 일정도 제시했다.

이러한 접근은 양자기술 정책을 연구정책이 아닌 산업·지역 정책의 영역으로 확장시키는 시도로 볼 수 있다. 클러스터를 중심으로 산·학·연 역량을 결집하고, 공공 수요를 마중물로 삼아 민간 투자를 유도하며, 장기적으로는 자생적 양자 산업 생태계를 형성하겠다는 구상이다. 동시에 이는 지자체와 대학, 출연연이 양자기술을 새로운 성장 동력으로 두고 경쟁과 협력을 병행하게 될 가능성을 시사한다. 양자클러스터가 실제 산업 성과로 이어질 수 있을지는 향후 운영 방식에 달려 있지만, 적어도 정책 설계 단계에서는 지역 단위 양자 산업화를 전제로 한 구조가 명확히 제시됐다.

수요기업을 전면에 세운 전략, ‘양자기술 협의체’의 등장

이번 종합계획에서 눈에 띄는 또 하나의 변화는 정책 설계 초기 단계부터 기업 참여를 전면에 배치했다는 점이다. 과기정통부는 제조, 통신, 금융, 방산, 바이오, IT서비스 등 주요 산업 분야의 대표 기업들이 참여하는 ‘양자기술 협의체’를 공식 출범시키며, 양자기술을 연구 주도의 기술이 아니라 산업 수요 기반 기술로 다루겠다는 방향을 분명히 했다. 협의체에는 삼성전자와 LG전자, SK텔레콤과 KT, 주요 금융기관과 방산 기업들이 폭넓게 참여하고 있다. 정부가 협의체에 부여한 역할은 단순한 자문이나 의견 수렴에 그치지 않는다. 보도자료에 따르면, 협의체는 각 산업 분야에서 실제로 해결이 어려운 난제를 제시하고, 이를 양자기술로 풀어내는 활용 사례를 발굴하는 데 중심적인 역할을 맡게 된다. 이는 양자기술의 성과를 논문이나 시제품 수준에 머물게 하지 않고, 조기 수요 창출과 초기 시장 형성을 통해 산업 생태계를 견인하겠다는 의도를 반영한다. 기존 국가 전략기술 정책이 기술 개발 이후 산업 확산을 고민했다면, 이번 계획은 수요를 먼저 설정하고 기술을 연결하는 구조를 택한 셈이다.

이러한 기업 중심 접근은 양자기술 산업화의 현실적인 난제를 의식한 결과로도 읽힌다. 양자기술은 높은 기술 장벽과 불확실한 시장성으로 인해 민간 투자가 쉽게 이루어지기 어려운 분야로 꼽혀왔다. 정부가 협의체를 통해 기업을 정책의 ‘참여자’가 아닌 ‘공동 설계자’로 위치시키려는 이유도 여기에 있다. 다만 협의체가 단기적 시범사업을 넘어 지속적인 산업 수요로 이어질 수 있을지는, 실제 기업들이 양자기술을 비용이 아닌 투자로 인식하게 만들 수 있는지에 달려 있다는 점에서 향후 성과를 지켜볼 필요도 있다.

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해외 선도기술과의 결합, IonQ 도입이 갖는 정책적 의미

정부는 독자 기술 개발과 병행해 해외 선도기업과의 협력을 통해 국내 양자 연구·산업 생태계를 빠르게 확장하겠다는 전략도 함께 제시했다. 그 대표적인 사례가 글로벌 양자컴퓨팅 기업인 IonQ의 양자컴퓨터를 국내에 도입하는 계획이다. 과기정통부는 IonQ의 양자컴퓨터를 국내 연구 인프라에 연동하고, 이를 한국과학기술정보연구원의 슈퍼컴퓨터와 결합해 양자컴퓨팅과 고성능컴퓨팅, 인공지능이 연결된 하이브리드 연구 환경을 구축하겠다고 밝혔다. 이번 협력은 단순한 장비 도입을 넘어, 연구 환경 전반을 한 단계 끌어올리겠다는 의도를 담고 있다. 정부는 이번 행사를 계기로 IonQ와 양해각서를 체결하고, 국내에 공동연구센터를 설립해 3년간 연 500만 달러 규모의 투자를 진행하기로 했다. 이를 통해 국내 연구자들이 세계 최고 수준의 양자컴퓨팅 환경에 접근할 수 있도록 하고, 동시에 양자 활용 사례 발굴과 인력 양성까지 연계하겠다는 구상이다. 종합계획에서 강조된 ‘활용률 세계 1위’ 목표 역시 이러한 인프라 접근성 확대와 맞닿아 있다.

다만 해외 기술 도입은 국내 양자기술 정책이 안고 있는 현실을 드러내는 대목이기도 하다. 단기간에 세계 최고 수준의 양자컴퓨터를 자체 개발하기 어려운 상황에서, 글로벌 선도기업과의 협력을 통해 학습 효과와 기술 축적을 동시에 노리겠다는 선택으로 볼 수 있다. 정부는 이를 독자 기술 개발을 대체하는 전략이 아니라 병행 전략으로 설명하고 있지만, 향후 국산 기술 자립과 해외 의존 사이의 균형을 어떻게 유지할지는 중요한 정책 과제로 남는다. IonQ 협력이 국내 양자 생태계의 촉매가 될지, 혹은 특정 기술에 대한 의존을 고착화할지는 향후 운영 방식과 연계 전략에 따라 갈릴 전망이다.

선언 이후를 가를 변수들, 계획은 이제 실행의 단계로

정부가 제시한 이번 양자 종합계획은 선언의 범위를 넘어 비교적 구체적인 실행 구조를 담고 있다는 점에서 기존 전략기술 정책과 차별성을 가진다. 연구개발 중심 접근에서 벗어나 산업 활용, 기업 수요, 지역 거점, 인력 양성까지 정책 요소를 동시에 설계했다는 점은 분명한 변화다. 특히 양자클러스터 조성, 기업 협의체 운영, 해외 선도기술과의 협력이라는 세 축은 양자기술을 단일 기술 영역이 아닌 국가 차원의 산업 생태계로 다루겠다는 정부의 의도를 보여준다.

다만 계획의 성패는 목표의 크기보다 운영의 정교함에 달려 있다. 2035년까지 제시된 수치 목표들은 방향성을 제시하는 기준점이 될 수는 있지만, 양자기술의 특성상 단기간에 가시적인 성과를 요구하기는 어렵다. 클러스터가 단순한 연구 집적지에 머물지 않고 실제 산업 전환으로 이어질 수 있는지, 기업 협의체가 선언적 참여를 넘어 지속적인 수요 창출로 연결될 수 있는지, 해외 기술 도입이 국내 기술 자립의 발판으로 기능할 수 있는지 여부가 모두 실행 과정에서 검증돼야 할 과제다.

결국 이번 계획은 ‘양자기술을 어떻게 키울 것인가’보다는 ‘양자기술을 어떤 구조 안에 둘 것인가’를 묻는 정책에 가깝다. 기술의 성숙 속도보다 중요한 것은 이를 받아들이는 산업과 지역, 인력 시스템의 준비 상태다. 정부의 첫 양자 마스터플랜은 이제 출발선에 섰다. 향후 몇 년간의 운영 방식이 이 계획을 미래 기술 전략의 전환점으로 만들지, 또 하나의 장기 로드맵으로 남길지를 가르게 될 것이다.

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