별첨 3

｢양자정보과학 연구개발생태계 조성｣

사업 기본계획

2020. 1.

	과학기술정보통신부

목  차

Ⅰ. 추진 배경 및 경과	1

Ⅱ. 추진 목표 및 방향	3

Ⅲ. 세부 추진 내용	4

1. 사람을 키우는 양자정보과학 인적기반 조성	4

2. 연구하기 좋은 양자정보과학 물적기반 조성	8

3. 역량을 결집하는 사업수행체계 구축	11

Ⅳ. 사업규모 및 투자계획	14

참 고 : 양자정보과학 개념	15

Ⅰ. 추진 배경 및 경과

가. 추진배경 및 필요성

□ 양자정보과학은 폭발적 파급 잠재력을 지닌 게임체인저로 세계가 주목하는 차세대 혁신기술

ㅇ 양자정보과학은 안전한 통신망에서 방대하고 정밀한 데이터를 실시간으로 수집·분석·활용하는 완전한 초연결·초지능 사회로 이끌 플랫폼

※	예시	:	양자암호통신: 중간정보탈취, 불법 도감청 원천 차단 → 완벽한 물리적 보안 (초신뢰) 양자센서 : 측정 정밀도 향상 → 100배 정밀한 MRI, 장거리/야간 영상 등 (초저밀) 양자컴퓨팅 : 초고속 연산 → 화학·제약·금융 등에서 불가능했던 솔루션 제공 (초고속)

ㅇ 세계 시장은 ‘26년까지 57조원 규모 이상 성장 전망(IQT Report 등)

□ 美·EU·日·中 등 세계 각 국은 양자정보과학을 국가 안보와 미래 전략 산업으로써 경쟁적 육성 중

ㅇ 각 국 정부는 핵심원천기술 확보, 글로벌 시장 선점 등 주도권 확보를 위해 대규모 투자* 및 법‧제도 정비** 등 정책역량을 집중

* 연평균 투자액(원) : 美(2,600억), EU(2,600억), 中(1,700억～1조), 일(580억) 등

* 美 NQI법(‘18), 中 양자정보산업 발전계획(’18), 日 양자이노베이션전략(’19) 등

ㅇ 구글, IBM, 인텔 등 IT 선두기업 중심으로 기술 경쟁 선도

□ 우리나라는 양자정보과학 연구를 본격화하는 단계로, 후발주자로서 격차만회를 위해 부족한 전문인력과 인프라 등의 연구기반 확충이 급선무

ㅇ 기존 인식을 뛰어넘는 양자정보과학 분야는 ‘혁신인재’가 핵심 자원으로 국내 전문인력은 200여명 수준에 불과해 절대적으로 부족한 상황

* 美 1,200명, 中 1,900명, 日 500명 등

ㅇ 또한, 양자 소자 제작‧공급 및 성능테스트 등 관련 장비‧시설이 갖춰지지 않아 신규 진입장벽으로 작용

⇒ 국내 양자정보과학 연구개발 활성화를 위해 인적‧물적 기반 구축 및 저변 확대

나. 추진 근거

□ 법적 근거

ㅇ 과학기술기본법 제15조

ㅇ 국가초고성능컴퓨터 활용 및 육성에 관한 법률 제10조

□ 관련 정책

ㅇ ‘16.12월   지능정보사회 중장기 종합대책

※ 양자컴퓨터 등 지능정보산업의 기반이 되는 기초과학 및 원천연구 지원

ㅇ ‘17. 5월   문재인 정부 국정과제33(소프트웨어 강국 ICT 르네상스로
3차 산업혁명 선도기반 구축)

※ 양자컴퓨팅 등 지능정보 핵심기술 R&D 및 인재양성 등에 집중 투자

ㅇ ‘17.11월   4차 산업혁명 대응계획

※ 4차 산업혁명의 근간인 양자 등의 기초기술 연계를 통한 지능화기술 고도화

ㅇ ‘18. 7월   국가R&D 혁신방안

※ 양자컴퓨팅 등 기초‧기반기술 투자 확대(’19예타)

ㅇ ‘18.12월   제2차 국가초고성능컴퓨팅 육성 기본계획

※ 미래 초고성능컴퓨팅 패러다임 변화에 대응하여 양자컴퓨팅 원천기술 개발 추진

다. 그간의 추진경과

□ 관련 전문가 자문을 통한 사전기획 : ~ ‘19.7월

□ 관계 기관 및 전문가 의견수렴 : ‘19.11~’20.1, 총 5회

ㅇ 양자정보과학연구회 관계자(’19.11.7, ‘19.12.11)

ㅇ 국내 양자컴퓨팅 일반 연구그룹 : KAIST‧ETRI(‘19.12.20), 고려대‧한양대‧서울대‧고등과학원‧표준연‧정보연(’19.12.26)

ㅇ 양자컴퓨팅 기술개발 사업 참여 그룹 : 서울대, KIST, 표준연(‘20.1.2)

Ⅲ. 추진 목표 및 방향

비전 목표		양자정보과학 분야의 선순환 연구생태계 조성을 통한 글로벌 선도국가 진입 교두보 마련
기본 전략		△해외자원 연계‧활용, △선택과 집중, △역량 결집 양자정보과학 全 분야 대상의 본격적 인력양성 및 인프라 구축에 앞서 초기 기반을 다지기 위해 양자컴퓨팅 중심으로 지원하여 조기 성과 창출
추진 내용		지원 내용 부문
		① 사람을 키우는 양자정보과학 인적기반 조성		• 신진연구인력 양성 • 리더급 연구역량 강화 • 미래인재 유입 촉진 • 저변 확대 • 정책 수립 등 지원
		② 연구하기 좋은 양자정보과학 물적기반 조성		• 양자팹 구축·운영 • 양자클라우드 활용지원
		지원 체계 부문
		③ 역량을 결집하는 사업수행체계 구축		• 양자연구지원센터 설치·운영

Ⅳ. 세부 추진 내용

1.

사람을 키우는

양자정보과학 인적기반 조성

가. 현황 및 문제점

□ 국내 양자컴퓨팅 분야 연구인력은 대학‧연구소 중심*으로 약 200명 수준일 것으로 예상(박사급 인력 100명, 대학원생 100명)

* 표준연(22명), KIST(8명), ETRI(4명), 고등과학원(10명), 서울대‧KAIST‧고대‧포스텍(40명) 등

ㅇ 양자컴퓨팅 기술개발 사업(‘19년~) 계기, 물리학과‧전자공학과‧수학과 등 유관학과 교수 중심으로 50여명이 신규 진입했거나 참여 검토 중

□ 무엇보다 경쟁력 있는 전문인력 확대가 필요하나, 국내에는 인력양성 시스템이 전무하고 글로벌 인재확보 경쟁으로 해외인재 유입도 어려움

ㅇ 국내 대학(원) 내에 양자정보과학 전공교수 충원 및 학과‧전공 신설 등이 필요하나, 산업기반 미비 등을 감안시 단기간 해결은 무리

※	해외 사례 예시	:	(미국) 37개 Quantum Leap Challenge Institute 설립 (일본) 오사카대학과 동경공업대학에 양자정보대학원 설립 (E U) 대학 양자정보커리큘럼, 퀀텀교육얼라이언스, 시민 대상 교육훈련체계 구축

나. 추진 방향 및 내용

◇ 해외의 앞선 역량 및 자원 등을 적극 연계·활용한
시행착오 최소화 및 경험 축적 등을 통해 연구역량 조기 강화

◇ 우수한 인재가 유입되고 고급 인력으로 커 나갈 수 있도록
다양한 맞춤형 프로그램 운영 및 성장경로 구축

◇ 네트워크 구축 등 국내역량을 결집하여 효율성 제고

신진연구인력 양성

□ 국내 석‧박사, 포스닥 대상으로 미‧EU 등 기술선도국에서의 연구경험 및 전문화된 교육과정 등을 제공

ㅇ 해외 대학‧기업‧연구소*의 관련 연구프로젝트 및 교육프로그램 참여

* 예시 : Harvard, MIT, NIST, Tokyo, Tsinghua, Vienna, UNSW, Google, IBM 등

ㅇ 수혜대상의 역량과 사업 참여여건 등을 고려하여 프로젝트형, 인턴십형, 위탁교육형 등 다양한 프로그램 운영

< 관련 프로그램 예시 >

구 분	수혜대상	주요활동	해외 참여기관	지원기간	연간 지원규모(명)	지원내용(인당)
프로젝트형	포스닥	연구	대학, 연구소, 기업 등	2년 이내	5명	연구비, 인건비, 체제비, 이사비 등 1억원 이내
인턴십형	석‧박사	인턴십	연구소, 기업 등	6개월	10명	인건비, 체제비, 항공비 등 50백만원 이내
위탁교육형	석사	교육	대학	2-4개월	20명	인건비, 체제비, 항공비 등 20백만원 이내
기 타	전체	학술대회, 컨퍼런스 등 참가	-	1~2주	50명	체제비, 항공료 등 5백만원 이내

※ 인턴쉽형-위탁교육형 통합 운영 등 국내외 여건에 맞게 조정 가능

리더급 연구역량 강화

□ 신규 진입 교수 등을 대상으로 해외 유수 연구소‧대학과의 인력교류 중심 공동연구를 통해 미래 연구주제 발굴 및 글로벌 네트워크 구축 등 지원

ㅇ (연구혁신형) 타국과 연구비를 매칭하여 양국 연구자의 새로운 연구 분야 탐색 및 초기 연구수행 등 지원(2년간 연 1억원 내외)

ㅇ (체질강화형) 국내기관이 해외기관과의 네트워크 구축(공동연구센터 등)을 통해 선진적 연구 경험‧노하우 등을 조기 습득할 수 있도록 지원(2년간 연 4억원 내외)

미래인재 유입 촉진

□ (초‧중‧고) 학생, 교사 등을 대상으로 양자정보과학에 대한 이해도 제고 및 관심 유도를 위한 다양한 프로그램 추진

ㅇ 초중고 과학교실, 정보‧과학교사 연수 등과 연계한 찾아가는 교육 실시

ㅇ 영재학교‧과학고 중심으로 양자정보과학 분야의 연구&교육 과제 발굴 및 교과목 개발 등 지원

□ (대학(원)) 수학‧물리‧전기전자‧컴퓨터 등 관련 학과를 대상으로 양자정보과학 교육체계 구축 및 학생진로설계 지원

ㅇ 양자정보과학 (초기)교과목 및 (중장기)교과과정 개발‧적용 지원

※ 유사사례(EU) : 유럽대학 내 물리학‧정보과학 등 관련 학과에 창의적 양자정보과학 수업 교재 개발과 배포 등 지원(Quantum Manifesto, ’16.5)

ㅇ 양자정보과학 관심학생을 대상으로 진로설계 상담프로그램 등 운영

□ (일반인) 양자정보과학에 관심이 있고 신규 진입하고자 하는 학생, 연구‧산업계* 인력 등을 대상으로 전문교육프로그램(집합) 운영

* 양자정보과학 관련 기업체 대상 조사 결과(’19) : 양자암호통신, 양자컴퓨터, SW 분야의 전문기술인력에 대한 교육 개설 희망

ㅇ 양자역학의 기본 개념 및 적용, 양자정보과학 기술‧산업 동향 등에 대한 단기, 중‧장기 교육과정 개설‧운영

저변 확대

□ 양자정보과학 종합정보시스템 구축‧운영

ㅇ 온라인 강의, 국내외 연구‧기술 동향, 퀀텀팹 등 관련 시설‧장비 활용 정보, 퀀텀클라우드 접속 등 기능 제공

※ 양자정보과학연구회, 양자정보연구지원센터 홈페이지와 연계‧통합 구축 가능

□ 교육‧홍보 콘텐츠 강화

ㅇ 교육용 온라인콘텐츠 신규 개발 및 MIT* 등 해외대학 콘텐츠 공동 활용

* 양자컴퓨터 관련 온라인 콘텐츠를 기업, 연구자 등에게 유료 제공

ㅇ 과학 관련 크리에이터 활용 등을 통해 양자정보과학에 대해 쉽고 재미있게 이해할 수 있는 다양한 콘텐츠를 개발하여 대국민 홍보 추진(과학관 등)

□ “소통의 장” 확대

ㅇ 세계 최고 수준의 전문가를 초청하여 양자정보과학에 대한 기술동향을 파악할 수 있는 글로벌 컨퍼런스 정기 개최

※ 필요시 양자컴퓨팅 기술개발 사업평가 등과 연계 가능

ㅇ 용어정립, 기술체계도출, 연구협력 등을 위한 전문가 워크숍 및 학생‧비전문가 대상 기술 세미나 등 수시 개최

ㅇ 양자정보과학연구회 등 국내 연구자 커뮤니티 활동 지원 등

정책 수립 등 지원

□ 양자정보과학 관련 정책 수립 및 홍보 등 지원

ㅇ 국내외 정책 및 기술개발, 인력 정보의 수집‧분석 및 보급에 관한 사항

ㅇ 관련 중장기 로드맵 및 신규사업 타당성 검토 등에 관한 사항

ㅇ 국내외 관계기관 간 협력에 관한 사항 등

다. 기대효과

□ 국내 양자정보과학 전문인력 확충(500명 수준) 및 연구역량 강화

□ 양자정보과학에 대한 대국민 이해도 및 관심 제고 등을 통한 연구저변 확대

2.

연구하기 좋은

양자정보과학 물적기반 조성

가. 현황 및 문제점

□ 국내에는 양자소자 관련 소재 공급체계 및 제작 공정 등이 미비되어 있어 양자소자 제작에 수개월이 소요되는 등 연구 저해

ㅇ 희귀 소재 및 핵심 정밀공정 대부분은 해외에 의존하고 있으며, 국내 관련 시설‧장비 등도 집적‧연계돼 있지 않아 절차가 복잡(소요기간‧비용↑)

ㅇ 국내 각 기관에 구축된 소규모 전용장비* 및 기존 연구용 반도체 공정(나노팹 등) 등도 용량문제‧공정차이에 따라 공동활용에 한계

* 예시 : 초전도(표준연), 이온트랩(서울대), 다이아몬드(KIST) 등

□ 정형화되지 않은 다단계 특수공정이 필요한 양자소자 제작 특성상 관련 경험‧전문성이 없는 신규 연구자에게 진입 장벽으로도 작용

ㅇ 양자역학적 특성평가에 오랜 시간이 소요되어 소자제작 iteration 사이클이 길기 때문에 시행착오 등에 따라 수년 이상 소요

□ 최근 양자컴퓨팅 분야 정부R&D 확대 및 관심 증가 등에 따라 양자소자 제작수요는 점차 증가 예상

나. 추진 방향 및 내용

◇ 큐비트 구현방식별 기술수준과 수요 등을 고려,
구축 대상 선정 및 규모 차별화(선택)

◇ 연구 편의성, 인프라 활용성 제고 등을 위한 거점화 및 서비스화(집중)

양자 팹 구축‧운영

□ 연구용 양자소자 제작‧성능평가에 필요한 표준공정의 개발 및 장비, 소규모 특성평가 테스트베드 등 구축(~‘21년까지 집중)

ㅇ 세계적으로 기술수준이 앞서 있고, 활용 수요도 클 것으로 예상되는 초전도 방식을 중심으로 추진

- 나노팹 등 기존시설을 바탕으로 초전도 물질 증착 및 식각 장비 등* 초전도 전용장비를 연계‧보완한 일관공정 수준**으로 구축

* 예시 : 전자빔 evaporator , 고진공 sputter, wire bonder, probe station, dicing, RF 장비, 식각장비 ICP RIE, 고속 전자빔 패터닝 장비, 레이저 직접 writing, Oxide/Nitride PECVD

** 해외사례 : 美 MIT링컨랩․Sandia Lab, 英 SuperFab 등

ㅇ 이온트랩‧점결함 방식 등은 국내외 여건을 감안, 현재 소자제작 시 애로가 많아 구축 시 효율성이 높은(bottleneck) 단위 공정‧장비 구축

※	예시	:	이온트랩 : Metal sputter, Wire bonding, chip aligner 등 점 결 함 : 정밀 이온주입 설비, ICP-RIE etcher 등 반 도 체 : e-beam lithography, ALD 유전체 성장 장비 등

□ 구축공정‧장비 운영을 통한 양자소자 파운드리 서비스 제공(‘22년~)

ㅇ 전담 기술인력을 통한 설계‧제작 컨설팅 및 제작‧시험평가, 사용자 교육 등 전문서비스 제공

※ (’22) 표준공정에 따른 범용소자 → (’23～) 맞춤형 제작 및 테스트베드로 서비스 확장

ㅇ 예약시스템 등을 통해 연구자의 접근성을 높이고, 사용자협의회를 운영하여 서비스 수요를 공정하게 관리‧배분

□ 구축공정‧장비-외부공정을 연계한 양자소자 제작 원스톱 프로세스 확립

ㅇ 이온트랩‧점결함 등 각 방식별 양자소자 제작절차가 처음부터 끝까지 상호 연계될 수 있도록 협력체계를 구축하고, 연구자에게 관련 정보‧서비스 제공

< 장비 구축‧운영 로드맵(예시) >

연도	주요 내용
2020	▸1차 필수 장비 도입(증착장비 등) ▸공정 유지를 위한 전용장비 도입 (dicing/wire bonder 등) ▸공정 개발 및 운용을 위한 전담인력(PI급/박사급) 채용, 단위공정 개발
2021	▸2차 필수장비 도입(식각 및 고속 e-beam 장비) ▸공정 유지를 위한 전용 장비 도입(metal 증착 등) ▸Technician 양성, 공정개발 및 안정화 과제 수행, 제한된 서비스 개시 ▸소자 특성평가 장비구축 및 안정화
2022	▸3차 장비 도입 (양자소자 방식별 특화장비) ▸사용자 교육 및 표준공정 시범 서비스 개시
2023	▸양자소자 방식별 특화장비 도입 계속 ▸방식별 신규공정 개발 및 장비 유지보수 ▸사용자 교육 계속 및 상용 서비스 개시
2024	▸양자 소자 방식별 특화장비 도입 계속 ▸방식별 신규 공정 개발 및 장비 유지보수 ▸사용자 교육 및 상용 서비스 계속 ▸사용자 활용 소규모 테스트베드 구축 및 운영

양자 클라우드 서비스 활용지원

□ 연구용 양자컴퓨팅 클라우드 서비스의 국내 공동활용체계 구축‧운영

ㅇ IBM, 구글, 아마존, Rigetti, D-wave, IonQ 등이 시범운영 중인 클라우드 서비스 라이센스를 구입하여 국내 기관‧연구자와 공동 활용

※ 서비스 사용권 무료 제공 및 소규모 연구비 지원 검토

다. 기대효과

□ 양자소자 제작 시간‧비용 절감, 품질 제고 등을 통한 신규연구자 진입 확대 및 연구 효율성 제고

ㅇ 양자 팹 구축 및 전담 운영, 유지보수, 분석과학 등을 통한 전문인력 양성

3.

역량을 결집하는

사업추진체계 구축

◇ 부족한 국내 교육‧인프라 자원을 한데 결집하여 사업을 체계적으로 추진하기 위해 양자정보연구지원센터 설치‧운영

가. 사업체계 및 주요역할

				과학기술정보통신부
						추진위원회
		한국연구재단
	고등과학원 (국내외 네트워크 구축)			양자정보연구지원센터 (사업 전반)				대학, 연구소 등 (리더급 연구역량 강화)

□ 시행관리주체

ㅇ 과기정통부(추진위) : 기본계획‧시행계획 수립, 추진 실적 및 평가결과 검토 등

ㅇ 한국연구재단 : 사업 기획‧평가‧관리‧정산 및 관련 업무 지원 등

□ 수행주체

ㅇ 양자정보연구지원센터 : 인력양성, 인프라구축 등 사업전반 총괄 수행

ㅇ 고등과학원 : 국제 컨퍼런스‧워크숍‧세미나 등을 통한 국내 양자컴퓨팅 저변 확대 및 연구자간 교류‧협력 강화

※ 양자 사업체계 개편에 따라 양자컴퓨팅 기술개발 사업에서 이관(’20)

ㅇ 대학, 연구소 등 : 국제공동연구를 통한 리더급 연구역량 강화

나. 양자정보연구지원센터 설치·운영

□ 센터 일반사항

ㅇ (기능) 양자정보과학 인적‧물적기반 조성(국제공동연구, 국제컨퍼런스 개최 등 일부 제외) 등 사업 전반 수행

- 과제 기획 및 평가 등 과기정통부, 연구재단이 위임한 사항 포함

※ 사업의 전문적·효율적 추진을 위해 필요시 타 기관의 협동·위탁 수행 가능
(위탁과제 규모는 사업비의 40% 초과 불가)

ㅇ (운영기간) 3년 운영 후 단계평가를 통한 2년 추가 운영(3+2년)

※ 사업종료 후 후속사업 연계 등을 통해 운영 지속방안 검토

□ 센터 구성 및 권한‧역할

ㅇ (센터장) 사업수행‧관리 역량을 갖춘 양자정보과학 분야 전문가로서 과기정통부에서 선정(해당과제 연구책임자)

- 센터장은 사업기간 동안 사업의 총괄 및 운영·관리에 전념

※ 사업기간 동안 영리 목적의 타 직무와 겸직 불가능 및 타 기관으로의 이직 등 제한

- 독립적 역할 수행을 위해 센터 내의 인사 및 의사결정 권한 부여

- 임기는 사업기간과 동일(3+2년)하되, 단계평가 결과 등 미흡시 교체 가능

	< 센터장 권한 및 책임 : 센터를 대표하여 사업 및 센터 구성‧운영 총괄 >
∙ 사업의 추진방향, 수행방법 등을 결정하고, 협동·위탁 과제의 선정·평가, 정산에 관한 사항 ∙ 사업의 성과 보급 및 확산, 홍보 등에 관한 사항 ∙ 사업 관련 국내외 기술, 산업 등의 동향 분석 및 대응방안에 관한 사항 ∙ 사업의 진행과정 및 결과 검토·보고 등에 관한 사항 ∙ 지식재산권 및 정보관리에 관한 사항 ∙ 센터의 조직·인력 구성 및 운영에 관한 사항

ㅇ (조직‧인력) 센터장 소속기관에 내부조직 또는 별도조직 등으로 설치

- 원활한 사업수행을 위해 행정부서, R&D지원부서, 정책기획·기반조성 등과 관련된 부서 및 인력 운영 가능(5~10명)

※ 필요시 협동·위탁수행기관 및 외부기관 등의 파견 전문인력 운용 가능

□ 센터 운영

ㅇ (소속기관 지원) 성공적인 사업수행을 위한 인적‧물적 기반 제공

- 사업기간 동안 센터장의 소속직원 신분 유지 및 급여, 복리후생비 등 보장

※ 소속기관이 정부 출연(연), 특정(연) 등일 경우 센터장의 인건비 일부 또는 전부를 수행하는 연구과제에 계상 가능

※ 간접비는 5-10% 선에서 과기정통부‧연구재단과 협의하여 결정

- 겸직허용, 타 기관 인력파견 등 센터의 인력 확보 및 연구협력을 위해 필요한 사항 지원

ㅇ (센터 운영) 사업추진에 관한 주요사항 및 예산 배분 등은 과기정통부(추진위원회), 연구재단과 상시 협의하여 결정

- 사업예산에서 발생한 예금이자는 사업에 재투자

- 사업기간 종료 후 정산 등 각종 행정처리 등을 위해 6개월 기간 내에서 센터 내 필요 부서 및 인력 유지를 위해 예산배정 가능

- 소속직원의 보수에 관한 사항은 해당인력의 소속기관 규정 적용

Ⅳ. 사업규모 및 투자계획

□ 사업규모 : ‘20년~’24년까지 493억원 투자

□ 연도별 투자계획

(단위: 억원)

구 분	’20	’21	’22	’23	’24	계
□ 인적기반 조성	24	43	47	50	44	208
ㅇ 신진연구인력 양성	5	10	15	15	15	60
ㅇ 리더급 연구역량 강화 (국제공동연구)	9	15	12	15	9	60
ㅇ 미래인재 유입 촉진	4	8	10	10	10	42
ㅇ 저변 확대	4	7	7	7	7	32
ㅇ 정책수립 등 지원	2	3	3	3	3	14
□ 물적기반 조성	40	70	80	54	41	285
ㅇ 퀀텀팹 구축	30	60	70	44	31	235
ㅇ 퀀텀 클라우드 서비스	10	10	10	10	10	50
합 계	64	113	127	104	85	493

※ ’21년 이후 예산은 예산 확보 상황에 따라 변동 가능

참 고		양자정보과학(Quantum Information Science)* 개념

* 美(양자정보과학/Quantum Information Science), EU(양자기술/Quantum Technology), 중국(양자정보)

□ 개 념

ㅇ 양자역학적 특성*을 이용하여 정보를 전송하거나 연산을 수행하는 기술

* “양자(量子, Quantum)”는 더 이상 쪼갤 수 없는 물리량의 단위를 의미하며, 복제할 수 없는 성질(복제불가능성), 두가지 성질을 동시에 가지는 성질(중첩성), 양자 상호간 특수한 관계(얽힘현상), 어떤 입자의 정확한 운동량과 위치를 동시에 파악하는 것이 불가능(불확정성) 등이 대표적임

□ 세부기술분야

분야	적용 양자 특성	기술목표	역할 및 활용
양자암호통신	정보가 쉽게 붕괴‧손상	높은 보안 능력 (차세대 방패)	기하급수적으로 늘어나는 기기 간 안전한 데이터 전송 * 통신인프라 보안, 금융보안(보안카드‧ATM 등)
양자센서	高 민감성	초정밀 계측	고성능 센서 필요분야에서 정밀한 데이터 측정 수행 * 차세대 의료영상기기, GPS 등
양자컴퓨터	중첩‧얽힘을 이용한 정보의 동시처리	초고속 연산 (꿈의 컴퓨터)	AI‧빅데이터 등에 초고속 병렬연산 수행 * 현대암호체계 해독, 양자기계학습

□ 특징 및 발전전망

ㅇ 양자의 정밀한 조작 등 고난이도 기술이 필요하여 진입장벽이 높고 기술의 완성을 위해 기초에서 상용화까지 10년 이상 중장기 연구 필요

	기초				응용				상용화				결과
· 양자생성 · 양자조작 · 양자현상 관측			+	· 저온 제어기술 · 반도체/모듈 기술 · SW 기술			+	· 가성비 제고(최적화) · 성능향상 · 대량생산체계 구축			□	· 양자통신 네트워크 장비 · 양자센서 시스템 · 양자컴퓨터 시스템

ㅇ 현재는 기초단계이나 20년 내 양자인터넷(Quantum Web)으로 통합 발전할 것으로 예상되며, ‘34년까지 現반도체 시장규모(약 400조원) 성장 전망