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[글로벌 나노정책 및 기술동향 21년 8월호] 독일 연방교육연구부(BMBF), 양자 컴퓨팅 기술 로드맵 발표 등 ~ |
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글로벌 나노정책 및 기술동향 21년 8월호
◈목차 Ⅰ. 정책 브리핑
▸ 독일 연방교육연구부(BMBF), 양자 컴퓨팅 기술 로드맵 발표
ⅠⅠ. 나노분야 주요 뉴스(8월)
1. 국외동향
2. 국내동향
◈본문
정책 브리핑
독일 연방교육연구부(BMBF)，양자 컴퓨팅 기술 로드맵 발표
□ 독일 연방교육연구부(BMBF)의 양자 컴퓨팅 기술 핵심과제는 양자 컴퓨팅 시스템을 제작•운영하고，클라우드 서비스를 통해 이를 공급하며 양자 컴퓨팅을 위한 통합적인 생태계를 구축하는 것이며，이러한 목표 달성을 위해 허브 형태의 주요 접점을 설치할 것을 제안
O 각 허브는 시너지 효과를 달성하고，수평적 관계에 있는 사안을 다루기 위해 인프라， 교육，애플리케이션을 위한 역량 네트워크를 통해 연결
□ 독일은 양자 컴퓨팅 분야에서 세계적 우위를 점하고 유럽 내 파트너들과 기술 주권을 장기적으로 확보할 수 있도록 선별된 기술 플랫폼의 시스템 통합을 추진
O 독일과 유럽이 향후 5년 내에 양자 애플리케이션이 포함된 완전한 양자 컴퓨팅 시스템을 개발•제작•운영하고，이를 통해 자주적 접근성 확보를 위한 체계 구축 강조
-종합적인 시스템으로써 하드웨어와 소프트웨어부터 응용 애플리케이션에 이르는 모든 요소들이 전체 시스템에서 필수적인 구성요소에 해당
O 현재의 초창기 양자컴퓨터는 단순한 문제를 처리할 수 있는 수준이며，오류 발생률이 높다는 문제점 보유
- 고전적 컴퓨터 시스템으로는 도달할 수 없는 효율성으로 애플리케이션 관련 문제를 해결 하는 것을 양자 우월성이라 부르며，단기간 내에 구현하기 어려울 것으로 판단
- 양자 컴퓨터 시스템을 제작하는 기업들은 대부분 북미 지역에 집중되어 있으며 중국의 국가 주도 이니셔티브가 그 뒤를 추격
O 위 현황 분석을 토대로 다음과 같은 비전과 목표를 설정
- 양자 컴퓨팅의 하드웨어 및 소프트웨어 시장에서 선도적 공급국 및 사용국으로 활약 - 전 세계에 양자컴퓨터 제작 관련 제품 공급
- 혁신적 제품 및 서비스에 있어 양자 컴퓨팅을 활용 - 신속한 시장 진출 및 참여
- 양자 컴퓨팅 분야에서 기술적 자주권 확보 - 전문 인력 교육 및 인재 양성
□ 위 비전을 위한 단기，중기，장기 목표를 다음과 같이 설정
O 단기 목표: 개별적으로 제어할 수 있는 최소 100 큐비트(Qubit)를 보유하고 있으며， 500 큐비트까지 확장할 수 있는 국제적 경쟁력을 갖춘 양자 컴퓨터를 개발
O 중기 목표(최소 5~10년 내): 유럽 타국 파트너와의 협력을 통해 실제 활용 가능한 양자 컴퓨터를 제작 및 운영하며 국제 경쟁 구도에서 우위를 차지
O 장기 목표(최소 1◦〜15년 내): 보편적 수준의 문제를 해결할 수 있으며 압도적인 양자 우월성을 보유하는 양자 오류 정정(Quantum Error Correction) 시스템을 공급하는 것을 장기적 목표로 추진
□ 양자 컴퓨터 애플리케이션 분야에서 핵심적인 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 예상 되며，중기적인 목표로 학술 및 상업적 이익 창출 실현을 계획
O 오류정정 양자 컴퓨터 시스템의 응용 분야 중 사전 단계 NISQ(Noisy Intermediate- Scale Quantum) 양자 시물레이터 개발이 필수적이며，다음 3가지 분야에서 부가 가치 창출에 주목
- 사용자와 공급업체들이 구성요소에 접근할 수 있도록 양자 컴퓨터를 제작•운영하는 분야
- 종합적으로 양자 생태계를 구축하면서 하드웨어 공급 및 소프트웨어 제작을 수행하는 분야 -초기 단계부터 양자 컴퓨터의 잠
재력이 효율적으로 활용될 수 있도록 애플리케이션을 개발하는 분야(이에 더해 통신 분야와 센서 분야에서도 다양한 잠재력 보유)
□ 현재 개발 분야에서는 장기적 관점에서 가장 유망한 기술을 판가름하기 어렵기 때문에 기초 연구에서 도출되는 기술 개방성을 유지하는 것을 강조하고 있으며，근미래에 중요도가 높아질 것으로 예상되는 양자기술 플랫폼을 소개
O 양자기술 플랫폼 1. 초전도 회로
- 약 50 큐비트의 시스템 용량을 보유하고 있는 기술 플랫폼으로，학술적인 사례로서 양자 우월성을 입증한 Google(2018년)과 IBM이 해당 분야를 세계적으로 선도
- 현재 두각이 드러나지 않으나，독일에서 관련 연구 활동이 활발하게 수행 O 양자기술 플랫폼 2. 이온
- 이온 트랩 기반 양자 컴퓨터는 초전도 기반 접근방식과 함께 가장 진화된 기술 플랫폼
- 현재 양자 시물레이션 진행이 가능한 플랫폼으로, 초기 폴 트랩(Paul trap) 방식에서 최근 칩 기반 접근방식으로 변화
- 수년 전부터 독일은 해당 분야에서 연구 기반 조성
O 양자기술 플랫폼 3. 중성 원자
- 중성 원자 플랫폼은 광학 핀셋이나 그리드에 원자 트랩 방식으로 구현되는 플랫폼으로， 최대 100 큐비트를 유연한 3차원 구조로 구현 가능
- 게이트 품질은 이온 트랩 양자컴퓨터보다 낮은 수준을 보유하고 있으나，최근 기존 대비 용량이 큰 시스템 제작이 가능
- 현재 독일에서는 중성 원자 기술 연구가 활발히 진행 O 양자기술 플랫폼 4. 스핀 큐비트
- 다이아몬드나 양자점 등의 결함 구조를 통해 반도체 시스템 구현
- 기술 성숙도는 이온 트랩이나 초전도 회로 기반 접근방식보다 비교적 낮은 수준이지만， 우수한 게이트 품질을 보유
-특히 규소 기반 접근방식에서는 전통적 하드웨어와의 높은 유사성이 큰 장점으로 작용 하기 때문에 반도체 산업은 해당 시스템 확장에 유리
...................(계속)
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