양자의 물리적 특성을 정보통신 분야에 활용하는 ‘양자정보기술’의 시대가 다가 오고 있다. 한국·미국·중국·EU(유럽연합)·일본 등 지식재산 분야 5대 강국(지역)의 양자정보기술 관련 특허출원이 10년 사이 4배 증가한 것으로 나타났다.

‘양자정보기술’은 물질의 최소단위인 양자(quantum)가 갖는 물리적 특징인 중첩, 얽힘, 불확정성 등을 정보처리나 통신에 활용하는 기술을 말한다. 기존 컴퓨터는 0과 1의 비트(bit) 단위로 연산을 하지만 양자컴퓨터는 양자의 중첩성질을 활용해 0과 1이 여러개 조합된 복수의 비트를 하나의 큐비트(qubit) 단위로 연산할 수 있어 정보처리 시간을 비약적으로 단축할 수 있다. 양자컴퓨터는 기존의 컴퓨터보다 훨씬 빠른 초고속 연산처리가 가능하여 신약개발, 질병진단, 금융투자, 우주탐사 등 다양한 분야에 적용될 것으로 예상된다. 이때문에 완전히 새로운 기술 패러다임을 가져오는 주체가 될 것이라는 기대가 나오고 있다. 이 분야의 주도권을 선점하기 위한 미국, 중국 등 주요 국가 사이의 기술패권 힘겨루기도 치열해지고 있다.

1일 특허청에 따르면 지난 10년간 지식재산 강국 5개국에 출원된 양자정보기술 관련 특허는 10년간 모두 6777건에 이르는 것으로 조사됐다. 2010년 286건에서 2018년에는 1219건으로 약 4배 증가했다.

국가별로 보면, 미국 2223건(33%), 중국 1978건(29%), 유럽 1296건(19%), 일본 665건(10%), 한국 615건(9%) 순으로 미국과 중국에 출원된 건이 전체의 62%를 차지한다.

양자정보기술 관련 시장규모도 지속적으로 커지면서 2030년 시장규모는 136조원에 이를 것으로 전망된다. 특히 양자컴퓨터 시장규모는 2020년 6조원에서 2030년 107조원으로 10년간 약 18배 성장하고, 양자정보기술 전체의 79%를 차지할 것으로 예상된다고 특허청은 밝혔다.

각국은 양자정보기술을 키우기 위해 다양한 노력을 기울이고 있다. 미국은 2018년 백악관 주도로 ‘국가양자이니셔티브 법안’을 제정, 기술개발을 집중지원하고 나섰다. 바이든 정부는 인공지능과 더불어 양자기술 분야의 연구개발을 우선시할 것이라는 전망도 나오고 있다.

중국은 2020년 시진핑(習近平) 주석이 직접 양자기술의 주도권 확보를 지시했고, 이이 따른 투자를 확대하고 있다.