러시아가 실용적 양자 기술과 양자 컴퓨터 개발을 위한 글로벌 경쟁을 본격화 한다.

러시아 부총리 막심 아키모프(Maxim Akimov) 12월 6일 소치에 위치한 국가 연구소에서 열린 기술 포럼에서 향후 5년간 약 5억 루블(8억 9000만$, 한화 1조 395억 여원)을 기초 및 응용 양자연구에 지원하는 계획을 밝혔다.

이는 러시아 경제를 현대화하고 다각화하는 데 중요한 디지털 기술 연구 및 개발을 위한 2억 75000만 루블 프로그램의 일부다. 모스크바의 스콜코보(Skolkovo)에있는 러시아 양자센터(RQC)의 양자 물리학자인 알렉세이 페도로프(Aleksey Fedorov)는“일이 계획대로 진행된다면, 이 이니셔티브는 러시아 양자 과학을 세계적 수준으로 끌어 올리기 위한 중요한 단계가 될 것”이라고 네이처 인터뷰에서 말했다.

양자 컴퓨터는 한 번에 여러 양자 상태로 존재할 수 있는 양자 비트 또는 큐비트(qubits)를 연산에 활용한다. 이론적으로 고전적인 컴퓨팅에 사용되는 이진 1비트보다 기하 급수적으로 정보를 처리 할 수 있다. 양자 컴퓨터는 화학-물리적 결과를 예측하거나, 거대한 데이터베이스 검색, 암호화 등에서 뛰어난 성능이 기대된다.

양자 기술에는 이미 여러 국가에서 막대한 투자를 하고 있다. 2016년에 처음 발표 된 유럽연합(EU) 10억 유로(11억 달러) 양자 플래그쉽 프로그램은 몇 년 내에 실리콘 칩 양자 프로세서 데모 프로젝트를 생산할 것으로 예상된다. 독일은 올해 8월 6억 5000만 유로의 국가 양자 이니셔티브를 발표했다. 미국 정부도 양자 과학 기술 프로그램에 수십억 달러를 투자하고 있다. 중국은 미국의 10배 이상을 양자 연구에 투자하고 있다.

최근 특정 작업에서 고전 컴퓨터보다 우수한 양자 컴퓨터가 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 마운틴 뷰에 각각 본사를 둔 구글(Google)과 뉴욕의 IBM이 개발한 프로토 타입은 각각 고전적인 컴퓨터 시뮬레이션의 한계에 근접했거나 이를 뛰어넘은 것으로 알려졌다. 구글 과학자들은 10월에 특정 계산을 수행하는 양자 프로세서 시카모어(sycamore)의 ‘양자우위’ 달성을 발표했다(하단 관련기사).

러시아 양자기술은 자체적으로 이보다 5 ~10년 뒤쳐진 것으로 평가했다. 모스크바의 국립 과학기술대학(National University of Science and Technology) 엔지니어 일리아 베세딘(Ilya Besedin)이 이끄는 연구 그룹은 2 큐비트에서 작동하는 초전도체 기반 프로토타입 양자 프로세서를 만들었다. 구글 양자컴퓨터는 54큐비트에서 작동한다.

그렇다고 러시아가 늦은 것만은 아니라는 베세딘은 “실제 응용에 필요한 양자 컴퓨팅 용량에 가까운 사람은 아무도 없다”며 “기술적 문제가 많이 있으며, 우리는 모두 새로운 길을 모색하고 있다. 정부의 진지한 지원으로 이것은 러시아에서 매우 흥미로운 연구 기회가 될 것”이라고 말했다.

이번 발표로 1990년대와 2000년대에 더 나은 지원과 연구비 조달 기회를 위해 떠난 최고 연구원을 불러들일 수 있게 됐다. 현재 미국 메사추세츠주 케임브리지의 하버드대에 있는 미하일 루킨(Mikhail Lukin)과 유진 데믈러(Eugene Demler)를 포함해 해외에서 일하는 몇몇 러시아 양자 물리학 자들이 RQC 국제 자문위원회에 있다. 독일 칼스루허 공대 (Karlsruhe Institute of Technology)의 물리학자 알렉세이 우스티노프 (Alexey Ustinov)를 포함해 과학자들은 러시아 정부로부터 러시아 연구 그룹을 설립하기 위한 보조금을 받았다.

러시아 과학자들은 이미 대규모 양자 컴퓨터를 구축하기위한 자체 접근 방식을 개발하고 있다. 우스티노프는 “러시아 연구소는 아직 구글과 경쟁할 수 없다. 이 계획은 러시아 양자 연구 수준을 높이기위한 유망한 시작”이라고 말했다.

그러나 오스트리아 인스브루크대 양자물리학자 피터 졸러(Peter Zoller)는 이번 이니셔티브만으로도 재능있는 젊은 과학자들을 러시아 양자 연구에 유인하기 충분한 지 의문을 제기했다. 러시아 과학시스템에 대한 신뢰를 다시 만들고 국가 교육 전통을 재건하는 것은 양자 양자 이니셔티브를 발표하는 것보다 더 어려울 것이라는 지적이다.