美 DARPA, GPS 없는 차세대 양자 항법 센서 개발 추진

미국 국방고등연구계획국(DARPA)이 기존 GPS의 취약성을 극복하기 위한 차세대 양자 항법 센서 개발에 나섰다. 전자전 상황이나 위성 신호가 차단된 환경에서도 안정적으로 항로를 유지할 수 있도록 하는 데 초점을 맞추고 있다.

DARPA는 호주 기반의 양자 기술 기업 큐컨트롤(Q-CTRL)을 핵심 파트너로 선정하고 약 2천440만 달러(339억 원) 규모의 계약을 체결했다고 30일 밝혔다.

이번 과제는 '견고한 양자 센서(RoQS)' 프로그램의 일환으로 진행되며, 글로벌 방산업체 록히드마틴도 참여해 기술 고도화와 실제 무기체계 적용을 지원한다.

미국 국방고등연구계획국이 호주 양자 기술 기업과 위한 차세대 양자 항법 센서 개발 계약을 체결했다(이미지=큐컨트롤)

현재 대부분의 군사·민간 플랫폼은 위치 측정을 위해 GPS에 의존하고 있다. 하지만 GPS는 전파 방해(재밍)나 가짜 신호 삽입(스푸핑) 공격에 취약하다. 위성 신호가 차단되면 항법 장치가 무력화돼 전투기, 잠수함, 군함, 미사일까지 항로를 상실할 수 있다. DARPA는 이러한 한계를 극복할 대안으로 양자 센서에 주목했다.

양자 센서는 원자의 양자 상태를 활용해 중력, 자기장, 시간 흐름 등 물리적 변화를 정밀하게 측정한다. 이를 통해 외부 위성 신호에 의존하지 않고도 기체의 위치와 이동 궤적을 파악할 수 있다. 이 때문에 '슈퍼 나침반' 또는 'GPS 대체 내비게이션' 기술로 불린다.

큐컨트롤은 이미 여러 실증 시험을 통해 성능을 입증했다. 아이언스톤 오팔 시스템은 항공기와 지상 시험에서 기존 고급 관성항법장치보다 50배 이상 정밀한 성능을 보여주며 GPS 대체 기술로 주목받았다. 또 양자 중력계(dual gravimeter)는 호주 해군의 MV 시카모어(Sycamore) 함에 탑재돼 144시간 연속 자율 운행 시험을 마쳤다. GPS가 없는 해상 환경에서도 안정적으로 작동한 사례다. 이는 큐컨트롤의 기술이 연구실 단계를 넘어 실제 군사 작전에 투입할 수 있는 수준에 이르렀음을 입증한 것이다.

다만 양자 센서는 충격, 진동, 온도 변화 등 현실 환경에서 오차가 발생하기 쉽다. 큐컨트롤은 이를 보완하기 위해 AI 기반 소프트웨어 '러기다이제이션(ruggedization)' 기술을 적용했다. 이 기술은 전장 환경에서도 신호를 자동 보정해 안정성을 확보하는 핵심 요소다. DARPA가 큐컨트롤을 선택한 것도 연구실 수준을 넘어 실제 배치가 가능한 실용적 양자 기술을 확보했기 때문이다.

DARPA의 이번 사업은 단순한 기술 개발을 넘어 GPS 대체 체계라는 전략적 목표와 직결된다. 미래 전장에서 GPS는 가장 먼저 무력화될 수 있기 때문에, 이를 대신할 독립적 항법 체계 확보는 군사 주권과 전략적 우위를 좌우한다. 록히드마틴의 합류 역시 상징적이다. 세계 최대 방산업체가 큐컨트롤의 양자 센서를 전투기, 군함, 미사일 같은 무기체계에 적용할 수 있도록 검증과 통합을 맡으며, 이는 기술 상용화와 국방 배치로 이어지는 교두보가 될 전망이다.

양자 항법 센서가 상용화되면 전투기와 잠수함은 물론 장거리 미사일까지 GPS 없이도 정확한 항법이 가능해진다. 이는 곧 GPS 의존도를 낮추고 전자전 상황에서도 작동할 수 있는 차세대 내비게이션 체계 구축으로 이어질 것으로 보인다.