노벨상 인증 '양자 컴퓨터'…"될까가 아니라 언제냐의 문제"

노벨 물리학상 받은 양자컴퓨터 기반 기술
2022년에도 양자 얽힘 현상 노벨상 받아
백한희 IBM 박사 "점점 일상에 가까워져"
김재완 단장 "10년 뒤 세상 확 달라질 것"

2025년 노벨 물리학상의 주인공은 양자컴퓨터 구현의 핵심 기술인 '거시적 양자 터널 현상과 전기 회로에서의 에너지 양자화 발견'의 장본인 존 클라크, 미셸 H. 드보레, 존 M. 마티니스였다.

2022년 알랭 아스페, 존 F. 클라우저, 안톤 차일링거가 양자 얽힘을 실험으로 증명해 노벨상을 받은 지 불과 3년 만의 일이다. 양자컴퓨터 분야와 학계에서는 이번 수상이 양자역학 탄생 100주년에 대한 기념비적인 헌정임과 동시에 '양자 시대'가 더 이상 먼 미래가 아닌 현실로 다가왔음을 세상에 예고한 '사건'으로 받아들였다.

IBM 백한희 박사가 서울 중구 롯데호텔에서 아시아경제와 인터뷰 하고 있다. 조용준 기자

미국 IBM의 양자 전문가 백한희 박사는 이번 노벨 물리학상 수상의 의의를 "양자컴퓨터를 만드는 근본 원리가 노벨 물리학상을 받았다는 점에서, 양자컴퓨터가 점점 더 일상생활에 가까워지고 있다는 느낌을 받았다"며 반겼다.

백 박사는 이번 수상 대상이 된 연구인 양자컴퓨터 개발의 핵심 기술인 초전도 큐빗의 토대라고 설명했다. 백 박사는 "현재 초전도 큐빗을 만들 수 있게 하는 근본적인 물리현상의 발견"이라고 평가했다.

2022년의 노벨상이 양자의 근간인 얽힘 현상에 대한 것이었다면 올해 수상은 초전도체를 이용한 양자컴퓨터의 출발점이라는 점을 강조한 설명이다. 연구가 산업화로 이어지고 있다는 의미이다.

백 박사는 "양자컴퓨팅 학계와 업계에서는 당연히 받아야 할 중요한 업적이 드디어 수상하게 되었다는 의견이 주를 이룬다"며 "이번 수상이 학계와 업계에서 초전도 큐빗의 위상을 보여주는 계기가 된 것 같다"고 분위기를 전했다.

김재완 초연결확장형초연결슈퍼양자컴퓨팅 전략연구단장 역시 이번 수상이 양자 시대의 도래를 알리는 중요한 이정표라고 평가했다. 김 단장은 "그동안 양자컴퓨터가 정말 될 것이냐는 말이 많았지만, 이제는 언제쯤 될 것인가가 문제"라며 "5년에서 10년이면 세상이 어마어마하게 달라져 있을 것"이라고 전망했다.

백 박사와 김 단장은 이번 노벨상 수상자들과도 인연도 소개했다. 백 박사는 예일대학교에서 박사 후 연구원으로 드보레 교수와 연구했다. 백 박사는 "드보레 교수님께 직접 회로의 양자화를 배워 관련 논문도 여러 편 썼다"며 "사물의 본질과 상호작용을 정확히 이해하고 고찰하는 물리학 연구의 가장 중요한 자세를 몸소 가르쳐 주셨다"고 회상했다.

백 박사의 박사 학위 논문 주제도 이번 노벨상 수상 연구인 '초전도 조셉슨 접합의 양자화된 에너지 상태'에 관한 것이었다. 백 박사의 지도교수인 프레드 웰스투드 교수는 이번에 노벨상을 받은 클라크 교수의 제자이기도 하다. 백 박사가 주도적으로 참여한 초전도체 방식 큐비트 발전에 이번 노벨상 수상자들의 연구 결과가 이어져오고 있는 셈이다.

김재완 초연결확장형초연결슈퍼양자컴퓨팅 전략연구단장(왼쪽)이 퀀텀코리아 2023 행사에 참석하기 위해 방한했던 존 클라우저 존 클라우저 존 클라우저 협회 창립자(중앙), 존 마티니스 UC산타바바라대 명예교수(오른쪽)와 기념촬영을 하고 있다. 클라우저 창립자와 마티니스 교수는 2022년과 2025년 노벨 물리학상을 수상했다. 김재완 단장 제공.

김 단장은 한국에서 열린 '퀀텀 코리아 2023'에 이번 노벨상 수상자인 존 마티니스와 2022년 수상자 클라우저가 참석했다는 사실을 소개했다. 당시 이들은 한국을 찾아 강연하며 양자 기술의 미래에 대한 심도 있는 논의를 나눴다.

김 단장은 "당시 마티니스 박사는 구글에서 53큐비트 양자컴퓨팅 시연을 이끌었던 책임자였다"며, 그의 경험과 통찰이 한국의 양자 연구에 큰 영감을 주었다고 말했다.

다음 양자컴퓨터 연구 방향은 무엇일까. 김 단장은 양자컴퓨터의 다음 기술 돌파구는 '연결'이라고 했다. 양자컴퓨터가 기대대로의 역할을 하려면 수만에서 수백만 큐비트를 형성해야 한다. 그가 이끄는 한국표준과학연구원 주도의 '초연결확장형초연결슈퍼양자컴퓨팅 전략연구단'은 연결을 통해 큐비트를 확장하는 것이 목표다. 지난달 30일에는 출범식도 가졌다. 김 단장은 "우리나라는 큐비트 자체 개발 경쟁에서는 20년 이상 뒤처졌지만 양자컴퓨터를 연결하는 새로운 경쟁 분야에서 세계를 선도할 기회가 있다"고 자신했다.

백종민 테크 스페셜리스트 cinqange@asiae.co.kr