전기전자/정보통신

Nikkei Computer_2021.11.11 (p20~21)

닛케이 컴퓨터 ‘도전자’
일본 양자기술의 초석을 다진다
젊은 연구자들이 후진 양성
노구치(野口) 도쿄대학 선진과학연구기구 조교수

양자컴퓨터 개발 경쟁이 뜨거워지고 있는 가운데, 일본의 인재 부족 현상은 심각하다. 이러한 상황을 타개하기 위해 양자기술을 연구하는 젊은 연구자들이 나섰다. 인재육성 프로그램을 스스로 만들어 다음 세대를 담당하는 연구자를 육성하려 하고 있다.

“세계적으로도 인재가 부족하지만, 일본은 압도적으로 인재가 부족하다”. 양자기술교육(QEd)프로그램의 대표 연구자를 맡고 있는 노구치 조교수는 일본의 양자기술 연구에 대한 위기감을 이렇게 말한다.

미국이나 유럽, 중국 등 전세계적으로 양자컴퓨터 및 양자암호통신의 실용화를 목표로 하는 움직임이 가속화되고 있다. 일본에서도 2020년 1월, 내각부가 양자기술 이노베이션 전략을 책정하는 등, 양자기술 연구개발은 현재 중요한 정책 테마 중 하나이다. 하지만 이것을 담당하는 연구자나 기술자가 크게 부족하다.

-- 기술을 배우고, 연결할 수 있는 장소 제공 --
QEd프로그램은 양자기술에 관한 스쿨 형식의 강의나 상시 열람할 수 있는 강의 동영상 및 교재를 온라인으로 제공하고 있다. 양자과학기술을 통해 사회·경제 과제 해결을 목표로 하는 문부과학성의 ‘광·양자 비약 플래그십프로그램(Q-LEAP)’의 인재육성 프로그램에 노구치 교수 등의 제안으로 채택되었다.

올 9월에는 킥오프 미팅으로 양자기술을 배우는 온라인 서머스쿨을 개강. 주로 양자역학을 배운 대학생을 대상으로 모집했지만, 수강생은 예상을 뛰어넘었다. “트위터로 모집했는데, 사회인이나 고교생도 참가했다”(노구치 조교수)라고 한다.

강의와 교재는 초전도와 이온트랩, 광양자 등 양자컴퓨터 관련 기술을 망라해 배울 수 있도록 준비했다. 양자암호통신과 양자 소프트웨어에 관한 강의도 마련. 프로그램 개발에는 전국 각지의 연구자들이 참여하고 있다.

사실 프로그램 개발에 참가한 연구자들은 노구치 조교수의 학창 시절부터의 동료들이다. 노구치 조교수는 “당시 서머스쿨이 없었다면 만날 수 없었다”라고 말한다. 그가 대학원생 때 양자기술 관련 서머스쿨이 개최되어 연구에 종사하는 대학원생들이 참가했다고 한다. 물론 노구치 조교수도 그 중 한 명이다. 그곳에서 연구를 중심으로 같은 세대의 유대가 생겼다. QEd프로그램은 그 때에 만난 연구자의 공통된 생각을 형태로 만든 것이다.

“우선은 흥미를 가지게 한 다음 새로운 연결을 만드는 장소가 필요하다”. 양자기술 인재 부족이 심화되고 있는 가운데, 연구자들이 모이면 이러한 이야기로 분위기가 뜨거워졌다. 노구치 조교수는 대표로서 모두의 의견을 정리하는 형태로 Q-LEAP에 응모, 채택된 것이다.

-- 주류는 아직 정해지지 않았다 --
노구치 조교수는 장래가 촉망되는 연구자이다. 지금까지 문부과학성의 신진 과학자상과 일본물리학회의 신진 장려상을 수상. 2020년에는 10년간의 연구 지원금을 받을 수 있는 이나모리(稻盛)과학연구기구의 첫 펠로우로도 선정되었다.

현재 그가 주력하고 있는 것은 양자컴퓨터의 실용화를 위해 큰 과제로 여겨지고 있는 ‘양자 오류 정정’ 실현에 관련된 연구이다. 하지만 그의 연구는 특정 기술에 특화되어 있지 않다. 구글이나 IBM가 개발을 추진하고 있는 초전도 방식과 이온트랩 방식의 기술을 결합해 새로운 양자기술의 개발을 목표로 하는 연구에도 임하고 있다.

현재 양자컴퓨터 연구개발은 초전도 방식이 한발 앞서고 있다. 하지만 그 과제는 산적해 있으며, 아직 주류는 정해지지 않고 있다. “전혀 새로운 기술이 주류가 될 가능성도 있다”라고 노구치 조교수는 지적한다. 사실 여기에 일본으로서는 기회가 있는 것이다. 인재가 부족하다고 해도, 양자기술의 여러 분야에 연구자들이 존재한다. 다양성이 일본의 강점이다.

“소프트웨어도 물론 중요하지만, 지금은 하드웨어의 연구개발이야말로 주력해야 한다”라고 노구치 조교수는 말한다. 다양한 방식으로 연구개발에 임하는 연구자들이 연구 성과나 지식을 가지고 모인다면, 양자컴퓨터를 비롯한 양자기술에서 세계를 리드할 수 있을 가능성이 있다.

QEd프로그램의 궁극적인 목표도 여기에 있다. 배우는 사람끼리의 유대를 중시하는 것도 이 때문이다. Q-LEAP가 QEd프로그램에 자금을 지원하는 기간은 2022년까지 3년간. 하지만 “프로그램의 틀이 한 번 만들어지면 프로그램 종료 후에도 어떤 형태로든 계속 이어질 수 있지 않을까?”라고 노구치 조교수는 생각한다. 예를 들어 기업의 협찬을 받는 등의 방식이다.

“앞으로 육성되는 양자 인재에게는 기업의 연구자나 기술자로서 활약할 수 있는 길도 필요하다”(노구치 조교수). 이러한 경로가 생기면 새로운 양자 산업 발전에도 연결될 것이다. 미래의 일본을 책임질 인재가 양자기술의 연구 개발을 통해 새롭게 탄생할지도 모른다.

● 노구치 아츠시(野口아츠시) 씨
도쿄대학 선진과학연구기구 조교수
1986년 도쿄 출생. 2013년에 오사카대학대학원 기초공학연구과에서 박사 학위 취득. 초전도 양자회로와 이온트랩·전자트랩을 연결하는 하이브리드 양자계 실현과 양자기술 개발을 추진하고 있다. 2020년부터 양자기술교육(QEd) 프로그램의 대표 연구자를 역임하고 있다.

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