- 초전도 큐비트 결맞음 시간 100μs 달성

- 양자중계기·초정밀 심장센서 개발 진전

배경훈(오른쪽) 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관이 한국표준연구원 초전도 양자컴퓨팅 연구시설을 둘러보고 있다.[한국표준과학연구원 제공]
배경훈(오른쪽) 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관이 한국표준연구원 초전도 양자컴퓨팅 연구시설을 둘러보고 있다.[한국표준과학연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 양자컴퓨터의 핵심 성능인 정보 유지시간을 당초 목표보다 2배 높이는 데 성공했다. 양자컴퓨터 연산의 정확도를 좌우하는 두 큐비트 얽힘연산에서도 99% 수준의 정확도를 확보했다.

과학기술정보통신부는 10일 대전 호텔 오노마에서 ‘양자과학기술 플래그십 프로젝트 연례회의’를 개최하고 양자컴퓨팅·양자통신·양자센싱 등 3대 분야의 주요 연구성과를 공개했다.

양자과학기술 플래그십 프로젝트는 선도국 수준의 핵심기술 확보와 산업화를 목표로 추진하는 대형 국가 연구개발 사업이다. 정부는 2025년부터 2029년까지 1단계 사업에 약 3604억원을 투입한다. 양자컴퓨팅 7개, 양자통신 6개, 양자센싱 13개 등 총 26개 핵심과제를 지원하고 있다.

가장 눈에 띄는 성과는 양자컴퓨터의 핵심 소자인 초전도 큐비트의 성능 향상이다.

연구진은 초전도 큐비트의 결맞음 시간을 100마이크로초(μs·1만분의 1초) 이상으로 늘리는 데 성공했다. 2027년 목표였던 50마이크로초의 2배 수준이다.

결맞음 시간은 양자컴퓨터의 기본 정보 단위인 큐비트가 양자정보를 유지할 수 있는 시간을 뜻한다. 이 시간이 길수록 복잡한 양자연산을 수행하는 데 유리하다.

특히 양자컴퓨터의 핵심 연산인 두 큐비트 간 얽힘연산에서도 99% 수준의 정확도를 확인했다. 큐비트 간 연산 오류를 줄이는 핵심 기술로, 향후 고성능 양자컴퓨터 개발의 중요한 기반이 될 전망이다.

정부는 이를 토대로 2029년까지 오류정정 100큐비트급 초전도 양자프로세서 개발을 추진한다.

양자통신 분야에서도 의미 있는 진전이 이뤄졌다.

연구진은 원하는 시점에 양자얽힘을 생성하는 고체 기반 양자중계기와 빛을 이용해 양자얽힘을 연결하는 전광자 양자중계기 기술을 개발하고 관련 특허를 출원했다.

양자센싱 분야에서는 심장질환 진단에 활용할 수 있는 소형 자기장 센서 개발 성과가 공개됐다.

연구진은 다이아몬드 내부의 미세 결함인 질소-빈자리(NV센터)를 이용해 심장의 전기 활동에서 발생하는 극도로 미세한 자기장을 측정하는 센서를 개발했다.

정부는 이번 성과를 바탕으로 양자기술의 조기 사업화에도 속도를 낼 방침이다. 특히 양자 분야를 미래성장동력인 ‘7대 SEED’ 중 하나로 선정하고 핵심기술 확보부터 산업 생태계 구축까지 지원을 확대하고 있다.

윤경숙 과기정통부 기초원천연구정책관은 “양자과학기술 플래그십 프로젝트는 우리나라의 양자기술 경쟁력 확보를 위한 핵심 연구개발 사업”이라며 “연구진 간 협력을 활성화하고 혁신적인 연구성과 창출이 가속화될 수 있도록 적극 지원하겠다”고 말했다.


nbgkoo@heraldcorp.com