'이슈픽 쌤과 함께' 고려대학교 물리학과 채은미 교수와 함께 AI와 양자 기술이 우리의 미래를 어떻게 바꾸고 있는지, 그리고 그 변화가 우리에게 어떤 새로운 기회를 가져올지 살펴본다.

4일 '이슈픽 쌤과 함께'에서는 AI 시대 과학기술의 미래가 어떻게 바뀔 것인지 알아보는 신년기획을 준비했다.

고려대학교 물리학과 채은미 교수는 “2025년 노벨상 수상 분야를 살펴보면 ‘양자’가 두드러진다”고 설명했다. 채 교수는 “노벨물리학상은 초전도 회로를 이용해 거시적 양자 터널링을 발견한 과학자들에게 돌아갔다”며 “이는 오늘날 초전도 큐비트 기반 양자컴퓨터의 출발점이 된 연구”라고 말했다.

채 교수에 따르면 양자컴퓨터의 핵심 요소인 ‘큐비트’는 기존 컴퓨터의 비트와 같은 정보의 기본 단위다. 그는 “비트가 반도체 칩 위에 회로를 그려 구현된다면, 초전도 큐비트는 초전도 물질로 회로를 구현한다는 점에서 차이가 있다”며 “이 과정에서 양자 터널링 현상은 양자컴퓨터 실현에 있어 매우 중요한 역할을 한다”고 설명했다.

이어 “2010년대 들어 Google, IBM 등 글로벌 빅테크 기업들이 초전도 양자컴퓨터 개발에 본격적으로 뛰어들면서 지금과 같은 양자컴퓨터 경쟁 시대가 열렸다”며 “이 연구는 양자컴퓨터뿐 아니라 양자통신, 양자센싱 등 차세대 양자 기술 전반의 기반을 마련한 결정적 계기였다”고 평가했다.

채 교수는 최근 주목받고 있는 ‘퀀텀 AI’ 또는 ‘양자 AI’의 발전에 대해서도 기대감을 나타냈다. 그는 “AI 기술 역시 분명한 한계점을 가지고 있다”며 “데이터를 학습하고 분류하거나, 입력된 데이터가 어떤 범주와 가장 유사한지를 판단하는 과정에서 많은 시간과 에너지가 소모되며, 이것이 AI 기술 발전의 병목으로 작용하기도 한다”고 설명했다.

이어 “이러한 계산 과정을 양자컴퓨터가 수행한다면 상황은 크게 달라질 수 있다”며 “중첩과 얽힘을 활용하면 기하급수적으로 빠른 계산이 가능해지고, 병렬적인 대규모 연산을 통해 AI 알고리즘 개발 과정에서도 시간과 전력을 크게 절약할 수 있다”고 말했다. 채 교수는 “이 때문에 양자컴퓨터를 AI에 접목하려는 연구가 전 세계적으로 빠르게 진행되고 있다”고 덧붙였다.

국가별 양자 기술 경쟁과 관련해 채 교수는 “양자컴퓨터, 양자통신, 양자센싱 등 핵심 분야에서 현재 미국과 중국이 1·2위를 공고히 하고 있다”고 분석했다. 특히 미국의 경우 “2018년 세계 최초로 ‘국가 양자 이니셔티브법’을 제정하며 대규모 지원 체계를 구축했고, 당초 계획했던 투자 규모를 훨씬 뛰어넘는 수준으로 양자 기술에 집중해 왔다”고 설명했다.

양자 기술의 상용화 시점에 대해 채 교수는 “상용화의 기준이 무엇이냐에 따라 평가가 달라질 수 있다”는 점을 전제했다. 그는 “이미 일부 기업들은 제한적인 형태로 양자컴퓨터를 활용하고 있으며, 어떤 의미에서는 상용화가 시작됐다고 볼 수도 있다”고 말했다.

다만 “범용적인 문제 해결이 가능한 양자컴퓨터가 기업의 슈퍼컴퓨터를 대체하며 본격적으로 수익을 창출하는 단계까지는 시간이 더 필요하다”며 “대체로 2028년에서 2030년을 실질적인 상용화의 원년으로 보는 것이 현재의 공통된 전망”이라고 설명했다.

강연을 마무리하며 채 교수는 “기술을 받아들이는 데 있어 가장 중요한 것은 기술 그 자체가 아니라 그것을 받아들이는 인간의 태도”라고 강조했다. 그는 “누군가는 기술을 건강하게 활용하며 스스로 판단해 사용하지만, 그렇지 않은 사람도 있다”며 “이 차이는 처음에는 작아 보일 수 있지만, 양자 시대를 주체적으로 살아가는 사람이 될지, 시대에 끌려가는 사람이 될지를 결정짓는 중요한 요소가 될 것”이라고 말했다.