"양자 패권 강화"…美 에너지부, 양자연구 9천억원 투입

미국 에너지부(DOE)가 양자기술 분야 연구개발에 9천억원 규모의 추가 투자를 단행한다.

이번 투자는 미국의 양자과학 분야 주도권을 강화하고, 국가 안보와 첨단 산업 경쟁력 확보를 위한 전략적 조치로 평가된다.

DOE는 5일 총 6억2천500만 달러(약 9천억원) 규모의 예산을 투입해 기존 5개 국가 양자정보과학 연구센터(NQISRC)에 대한 지원을 갱신하고 차세대 양자컴퓨팅, 센싱, 네트워킹 기술 개발을 집중 지원하겠다고 밝혔다.

이번 조치는 2018년 트럼프 대통령이 서명한 국가 양자 이니셔티브 법의 후속 조치로 미국이 양자과학·기술 분야에서 글로벌 리더십을 강화하기 위한 전략적 재투자다.

DOE는 향후 5년간 단계적으로 예산을 집행하며, 연평균 약 1억2천500만 달러 규모가 투입될 예정이다. 추가 예산은 의회의 승인에 따라 순차적으로 배정된다.

NQISRC로 지원이 갱신된 연구소는 ▲브룩헤이븐 국립연구소 ▲페르미 국립가속기연구소 ▲아르곤 국립연구소 ▲로렌스버클리 국립연구소 ▲오크리지 국립연구소 등이다.

각 센터는 양자컴퓨팅, 시뮬레이션, 네트워킹, 센싱 등 핵심 기술 중 선정된 분야를 독립적으로 연구한다. DOE는 각 센터에서 수행하는 기초과학부터 응용기술까지 전 단계를 포괄하는 연구 생태계를 통합 지원할 방침이다.

양자 우위 공동설계센터(C2QA)로 지정된 브룩헤이븐 국립연구소는 차세대 양자 장치의 핵심이 되는 소재공학과 하드웨어 구조 설계 분야에 집중한다. 이를 위해 초전도체와 다이아몬드 기반 양자소재의 성능을 향상시키는 데 주력하며, 초전도 및 중성원자 시스템의 모듈형 설계를 개발해 양자컴퓨팅의 효율성과 확장성을 높이는 연구를 추진한다.

페르미 국립가속기연구소는 초전도 양자소재 및 시스템센터(SQMS)로 지정돼 향후 구축할 양자 데이터센터(Quantum Data Center) 개념의 토대를 마련한다는 구상이다. 이곳에서는 다수의 양자 프로세서를 연결하고 초저온 냉각 기술을 개선해 대규모 양자 시스템의 안정적 운용을 가능하게 하는 것을 목표로 한다.

아르곤 국립연구소는 큐넥스트(Q-NEXT) 프로젝트를 통해 양자 알고리즘과 칩 간 연산 확장 기술을 개발한다. 큐넥스트는 양자칩 간 연결성과 신뢰성을 높여 도시 간·연구소 간 양자연결망의 기반이 되는 연구로 미래 양자 네트워크와 초정밀 센서 기술을 구현할 계획이다.

양자시스템가속기(QSA) 센터로 지정된 로렌스버클리 국립연구소는 중성원자, 이온, 초전도 회로 등 다양한 플랫폼을 결합해 대규모 양자컴퓨터 실현을 목표로 한다. 더불어 양자연산의 정확도를 높이는 오류 보정 기술을 고도화하고 물리학, 화학, 재료과학 등 DOE의 핵심 연구 과제에서 복잡한 문제를 해결하는 역할을 담당한다.