현대자동차 X 아이온큐 양자 기술 협업, SKT 양자 암호칩 개발 등 대기업 상용화 기대

로봇과 인공지능 다음으로 "양자 기술"이 화두가 되고 있는 가운데, 현대차/삼성/SKT 등 국내 대기업의 양자 기술 상용화가  성큼 다가왔습니다.

 

꿈의 기술이라고 불리는 양자 컴퓨터는 양자 중첩의 지수적인 정보 표현, 양자 얽힘을 이용한 병렬 연산과 같은 양자역학적인 물리현상을 활용하여 계산을 수행하는 컴퓨터로 양자 전산기라고도 합니다.

미국 IBM 왓슨연구소가 보유한 양자컴퓨터, 한국경제

과학기술정보통신부가 17일 한국과학기술연구원에서 한미 간 양자과학기술 분야 협력기회 확대를 위한 '한미 퀀텀 라운드테이블'을 개최했는데요. 

 

이번 행사는 지난 4월 윤석열 대통령의 미국 국빈방문 및 한미 정상회담에 대한 후속조치의 일환으로 한미 양자과학기술 협력 공동성명서 서명, 한국의 다자회의체 참여 등 순방 성과로 고조된 양국 간 양자과학기술 협력 분위기를 산학연의 실질협력으로 이어나가기 위해 추진됐습니다.

 

한국경제신문의 취재에 따르면 과학기술정보통신부와 삼성전자, 현대차, SK텔레콤, LG전자 등 정부와 민간은 2035년까지 3조5000억원을 양자기술 분야에 투자하는 방안을 추진 중이라고 합니다.

양자 과학기술 발전 방향, 한국경제

현대차

현대자동차는 지난달부터 수소연료전지 촉매용 물질을 양자컴퓨터를 활용해 찾는 프로젝트를 시작했습니다.

현대자동차는 세계 수소차 시장에서 4년 연속 1위를 달리고 있는데요. 지난해 1만1179대가 팔린 넥쏘가 일등 공신입니다.

 

일본 도요타의 경쟁 차종인 미라이(3691대)와 비교하면 판매 대수가 세 배를 넘습니다. 수소차 분야에서 현대차의 고민은 비싼 촉매입니다. 수소차는 금속 촉매를 이용해 수소와 산소를 반응시켜 전기를 만든 뒤 모터를 돌리는데요. 현재 사용하는 촉매는 ㎏당 약 5000만원에 달하는 귀금속인 백금입니다. 

 

현대차 고위 관계자는 11일 “수소차 연료전지 촉매인 백금을 대체할 값싼 물질로 무엇이 있을지 찾는 양자컴퓨터 알고리즘을 지난달 개발했다”고 말했습니다. 가격이 저렴하면서도 같은 양의 수소를 이용했을 때 더 빨리, 더 많은 전기를 만드는 촉매를 찾는 것이 목표입니다. 이 프로젝트를 위해 현대차에는 현재 10명 이상의 양자기술 전문가가 일하고 있습니다.

 

 

현대차는 미국 뉴욕증권거래소(NYSE)에 상장한 양자컴퓨터 기업인 아이온큐*와 현재 협업하고 있습니다. 현대차가 ‘촉매 반응 에너지 양자컴퓨팅 알고리즘’을 개발해 아이온큐에 전달하면 아이온큐가 이를 양자컴퓨터에 돌려본 뒤 결과를 검토하는 식으로 협업하고 있습니다.

 

또한, 양사는 자율주행차의 3차원 데이터에서 물체 감지를 수행할 수 있는 아이온큐의 양자 컴퓨터 머신비전 알고리즘을 공동 개발할 계획입니다. 새로운 프로젝트는 두 회사가 진행한 그간의 연구를 기반으로 하며, 꾸준한 연구를 통해 '양자 머신러닝(quantum machine learning)'을 이미지 처리에 적용하게 됐습니다.

예를 들어, 도로 표지판과 같은 이미지가 분류 및 물체 감지를 위해 양자 상태로 암호화 됩니다. 이러한 초기 프로젝트가 성공하면서 현대차는 아이온큐와 여러 가지 신기술에 대한 공동 연구를 추가로 추진하게 됐습니다.

새로운 시도에서 가장 주목되는 점은 라이다(LiDAR)와 기타 센서의 공간 및 환경 데이터 분석입니다. 주변 물체, 사람 및 환경의 특성과 위치에 대한 차량의 이해도를 높일 잠재력이 있어서 입니다. 아이온큐에서 연구 중인 양자 머신러닝 기술은 학습 능력이 더 빠르고 엣지 케이스 인식에 더 효과적이며 일반화를 개선할 수 있습니다.

현재는 원자 하나로 구성된 물질인 ‘단원자 분자’를 분석하는 초기 단계인데요. 시간과 경험이 쌓이면 슈퍼컴퓨터를 활용해 신물질을 찾는 것보다 더 많은 촉매 후보물질을 검토할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

*아이온큐(ION Q)는 미국 듀크대 전자컴퓨터공학과 김정상 교수와 메릴랜드 대학 물리학과 크리스토퍼 먼로 교수가 2015년도 공동 창업한 기업으로 이 회사는 범용 양자 컴퓨팅 시스템을 개발하고, 비즈니스를 혁신하도록 설계된 양자 컴퓨터 개발에 중점을 두고 있습니다.

이는 11 큐비트의 양자 컴퓨터에 대한 접근을 제공하며, 고객이 QCaaS(Quantum Computing as a Service) 플랫폼을 통해 양자 컴퓨팅 시스템을 사용할 수 있도록 합니다. 이 회사의 컴퓨터 시스템은 트랩핑된 이온 양자 기술로 구성되는데, 이 기술은 Amazon Web Services(AWS) Amazon Braket 및 Microsoft Azure Quantum이라는 두 개의 클라우드 플랫폼을 통해 양자 컴퓨터에 접속한다고 합니다.

http://jmagazine.joins.com/forbes/view/329022

김정상 아이온큐 공동창업자 인터뷰

 

SKT

SK텔레콤은 양자 난수생성과 암호통신 기능을 하나의 반도체로 구현한 양자 암호칩을 개발하고 지난달부터 국가정보원 검증 절차에 들어갔습니다. 

 

SK텔레콤이 삼성전자와 협업해 만든 갤럭시 퀀텀 시리즈는 2021년 출시 이후 현재까지 100만 대 이상 팔린 스테디셀러입니다. 통신사 전용폰 중 가격 대비 성능이 가장 뛰어나다는 평가를 받습니다. SK텔레콤이 개발한 양자난수생성 칩(QRNG)을 장착했다는 점이 이 제품이 인기를 끄는 배경으로 꼽힙니다. QRNG를 활용하면 개인정보 유출 가능성을 낮출 수 있습니다.

이 회사는 양자난수생성 칩과 암호통신용 칩을 하나의 반도체로 합친 양자암호 칩 ‘Q-KEV7’을 작년 말 추가로 개발했습니다. 지난달 3일부터는 국가정보원 암호모듈 검증 절차를 밟고 있습니다. SK텔레콤 고위 관계자는 “양자암호통신이 적용되면 데이터를 도·감청하더라도 절대 내용을 풀 수 없다”며 “국정원의 암호모듈 검증 절차를 통과한 뒤 금융기관이나 국가기간통신망 등에 양자암호통신을 적용하는 프로젝트에 도전할 것”이라고 말했습니다.

통신망 전체에 걸쳐 양자암호통신을 적용하기 위해 설치해야 하는 양자암호키 생성기의 단가를 낮추는 것은 숙제입니다. SK텔레콤은 양자암호키 생성기의 가격을 현재 개당 3억원에서 1억원 이하로 떨어뜨리는 것을 목표로 삼고 있습니다.

 

SK텔레콤은 SK스퀘어 자회사 IDQ, 국내 네트워크 보안장비 회사 엑스게이트와 양자암호통신 기반 가상사설망(VPN) 기술 개발을 완료했다고 17일 밝혔습니다. SK텔레콤은 엑스게이트의 VPN 서버 장비에 IDQ의 양자난수생성기(QRNG) 칩셋을 연동해 양자암호통신 기반 VPN을 개발했습니다. 올해 하반기 상용 서비스를 출시할 계획입니다.

 

VPN은 기업, 기관의 내부 네트워크에서 주고받는 데이터를 보호하기 위해 활용되는 기술로, 별도 전용망을 구축하는 것보다 저렴한 가격이 장점입니다. VPN은 데이터 송수신 과정에서 암호화·해독 과정을 추가해 데이터를 보호하기 때문에 송수신 시 진행하는 암호화·해독에 높은 수준의 보안기술을 적용하는 것이 중요합니다.

 

https://zdnet.co.kr/view/?no=20230517091145

SKT, 양자암호통신 기반 VPN 선봬

 

삼성

삼성전자는 SAIT(옛 삼성종합기술원)를 중심으로 양자기술을 연구하고 있습니다. 1㎔(테라헤르츠)급 극초고주파·초저전력 차세대 반도체 소자를 개발해 양자컴퓨터에 적용할 예정입니다. 양자통신용 빛(광원)을 상온에서 구현하는 연구도 추진하고 있으며, 최근 출시된 갤럭시Z 폴드4에는 최소한의 전력 소비로 실시간 이미지 복원을 가능하게 하는 첨단 양자화 기술도 적용했습니다.

 

LG

LG전자는 구글, 서울대 등과 협업하며 전자제품의 에너지 효율을 개선하는 등의 실용적인 문제를 해결하기 위해 양자컴퓨팅을 연구하고 있습니다. 양자 인터넷 원천기술 개발도 작년부터 시작했습니다.

 

포스코

포스코는 2차전지 양극재 등에 적용할 수 있는 후보물질을 찾고 있습니다.

 

정부와 대학, 출연 연구소는 기업이 양자기술을 다양한 분야에 응용할 수 있도록 원천기술 연구에 집중할 예정입니다. 우선 2030년대 초까지 1000큐비트급 양자컴퓨터 개발을 지원하기로 했습니다. 전국에 양자통신망을 구축한다는 계획도 세웠습니다.

 

2030년대 중반 양자 인터넷을 상용화한다는 목표로 100㎞ 양자 네트워크 개발 및 실증, 500㎞ 전국망급 유선 양자암호통신 구현 등의 프로젝트를 단계적으로 추진할 예정입니다. 양자 센서는 2027년 바이오, 2031년 국방, 2035년 전 산업 분야에 활용할 수 있는 원천기술을 확보하는 것을 목표로 하고 있습니다.

 

*이 글은 한국경제, 인공지능 신문, 포브스의 기사를 편집한 글입니다.

 

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