한국과학기술원(KAIST)에 국내 최대 규모의 개방형 양자팹을 구축하는 사업이 본격 추진된다.

대전시는 KAIST와 공동으로 개방형 양자팹 연구동을 조성하기 위한 기공식을 열었다고 3일 밝혔다.

KAIST 개방형 양자팹은 양자소자 개발부터 산업화까지 이어지는 전 주기를 지원하기 위한 국가 양자기술 인프라로, 연구·산업 현장에서 요구되는 개발·시험·실증 과정을 한곳에서 수행하도록 설계됐다.

정부와 지자체, KAIST는 2031년까지 국비 234억 원, 지방비 200억 원, KAIST 17억 원 등 총 451억 원을 단계적으로 투입하며, 시설은 2027년 준공을 목표로 한다.

양자팹은 연면적 2천500㎡ 규모로 지하 1층, 지상 3층에 구축되며, 양자소자 설계·제작에 필요한 핵심 장비 37종 이상이 도입될 예정이다.

준공 이후에는 산업·연구·교육이 함께 활용하는 국가 공동 오픈 팹으로 운영된다.

또 대전시는 KAIST 양자대학원 등과 연계해 실습 중심의 전문 인력 양성 프로그램을 운영하고, 산업계 재직자를 대상으로 한 교육도 병행해 실무형 양자 인재 육성을 추진할 계획이다.

KAIST 관계자는 “개방형 양자팹은 향후 양자 산업 기반 구축에 중요한 역할을 하게 될 것”이라고 말했다.

이어 “양자과학기술은 미래 전략 분야로, 산·학·연·관 협력을 통해 경쟁력을 강화하겠다”라고 강조했다.

KAIST 양자팹 전경 [KAIST 제공]

한편 국내 양자 산업은 정부의 전략적 지원과 주요 기업·연구기관의 참여 속에서 초기 성장 단계를 지나 실증 중심의 산업 구조를 형성하고 있다.

현재 산업은 양자통신·양자센싱·양자컴퓨팅이 병행 육성되는 형태로 전개되고 있으며, 시장 규모와 인프라 모두 연구·실험 중심의 특성을 유지하고 있다.

양자통신 분야는 2024년 약 400억 원 규모로, 양자키분배(QKD)를 기반으로 한 보안통신 실증과 공공망 중심의 사업이 주요 비중을 차지한다.

양자센싱은 국방·우주·정밀 계측 등 특수 목적 수요가 커 약 400억 원 수준의 프로젝트가 추진되고 있다.

양자컴퓨팅 분야는 약 780억 원 규모로 형성돼 있으나, 장비 확보보다는 클라우드 기반 시스템 활용과 알고리즘·응용 연구가 중심이다.

정부는 양자기술을 국가전략기술로 규정하고 중장기 로드맵을 마련해 2035년 전후 실용 수준의 양자컴퓨팅·양자통신 인프라 확보를 목표로 제시했다.

과학기술정보통신부와 연구재단을 중심으로 R&D 사업과 시범 인프라 구축, 인력 양성 프로그램이 단계적으로 추진되고 있으며, ‘양자이득 도전과제’ 등 도전적 연구방식을 적용해 산업 적용을 위한 초기 수요 확보에도 나서고 있다.

현재 생태계는 대기업·통신사·전문 스타트업이 혼재된 구조로 구성돼 있으며, 제조업 기반 기업과 통신사 등 다양한 분야에서 연구가 이어지는 분위기다.

또 최근 인프라 확충 측면에서는 연세대가 2024년 말 IBM ‘퀀텀 시스템 원’을 도입하며 국내 최초로 상용 수준 양자컴퓨터 인프라를 확보했다.

이를 기반으로 바이오·신약, 소재, 금융 등 응용 연구가 확대되고 있으며, 삼성전자·LG전자·포스코를 포함한 국내 기업들이 IBM 퀀텀 네트워크를 통해 양자컴퓨팅 활용도를 높이는 흐름이 나타나고 있다.

글로벌 경쟁에서는 미국과 중국이 특허의 절반 이상을 차지하며 양강 구도를 형성하고, 일본은 2025년 74억 달러 규모 투자를 바탕으로 아시아 허브 도약을 추진 중이다.

한국은 ICT 인프라와 반도체 제조 역량을 기반으로 양자암호통신·QKD·후양자암호(PQC) 분야에서 경쟁력을 보유하고 있으나, 전반적인 특허·논문·장비 확보 면에서는 후발주자에 해당한다.

이에 따라 국가 전략은 반도체·통신과 연계된 응용 분야를 중심으로 차별화 지점을 확보하려는 분위기가 이어지고 있다.