니케이 모노즈쿠리_2026/05 연구자들의 잇따른 이탈
日経 ものづくり
요약
Nikkei Monozukuru_2605호 (p.64~68)
연구자들의 잇따른 이탈
‘겨울의 시대’를 견뎌낸 묘수 (제 1회)
일본의 기술만으로 구축한 '순수 국산 양자컴퓨터’가 탄생했다. 주요 부품과 소프트웨어를 전부 일본 국내에서 조달할 수 있게 된다면, 국가의 산업 경쟁력 및 국내 공급망 강화에 도움이 되기 때문에 일본으로서는 매우 큰 전진이다. 이 획기적인 프로젝트가 성공한 배경에는 10년에 걸친 연구자 및 기술자들의 피나는 노력의 서사가 있었다.
2025년 7월, 오사카대학 도요나카(豊中)캠퍼스에 국내외 저명한 연구자들이 모여 있었다.
"축하합니다."
"드디어 해냈군요."
순수 국산 양자컴퓨터 탄생을 축하하기 위한 행사장은 축하와 격려의 목소리로 가득 차 있었다. 성취감과 중책에서 벗어난 안도감으로 눈시울을 붉히는 사람도 있었다. 이 행사의 주인공은 오사카대학 교수이자 오사카대학 양자정보·양자생명연구센터(QIQB)의 부센터장인 네고로(根來). 네고로 부센터장은 이번 순수 국산 양자컴퓨터 개발 프로젝트의 발기인이자 연구를 이끌어온 인물이다.
"아무것도 없는 상태에서 출발해 여기까지 도달한 것에 뿌듯함을 느낀다."
지난 노력이 맺은 결실의 기쁨을 함께 나누는 동료들을 보며 그의 뇌리에는 지금까지 시스템 설계를 위해 매일같이 토론하고, 조립과 디버깅(버그의 특정 및 수정) 작업에 쫓기면서 고생했던 나날들이 떠올랐다. 그리고 한 달 뒤인 같은 해 8월의 오사카·간사이 엑스포에서도 이 순수 국산 양자컴퓨터가 공개되어 많은 관람객들이 네고로가 이끄는 연구팀의 성과를 눈으로 확인할 수 있었다.
-- 양자 연구의 ‘겨울의 시대’, 직을 잃은 연구자들 --
일본에서 양자컴퓨터 개발 여정은 결코 순탄하지 않았다. 일본은 세계 최초로 초전도 큐비트를 개발하는 등 과거에는 세계 양자 연구를 선도했었다. 특히 2000년대부터 2013년경까지는 양자 관련의 다양한 국가 프로젝트가 추진되면서 연구 인재도 착실하게 육성되고 있었다.
그러나 그 후 상황은 급변했다. 일본의 양자 기술은 '겨울의 시대'를 맞이하게 된다. 그 전까지 활발했던 양자 관련 개발 프로젝트들이 차례로 기한을 맞이하게 되면서 연구를 지속할 수 있는 환경이 사라져 버린 것이다. 그 배경에는 경제적인 성과로 직결되기 어려웠던 당시의 양자컴퓨터 연구에 정부도 지원을 계속 이어나갈 수 없었던 사정이 있었다. 직을 잃은 포스닥(박사후연구원) 등 많은 연구자들은 민간 기업으로 이적할 수밖에 없었다.
"아쉽지만 이 상태로는 연구를 계속할 수 없다. 민간으로 가겠다."
이렇게 말하며 많은 네고로의 동료들이 떠나갔다. 2011년, 오사카대학 대학원의 조교수가 되어 본격적으로 양자 연구를 시작한 네고로는 이러한 역경 속에서 연구자의 길을 걷게 된다.
'이대로 간다면 어렵게 키워온 일본의 양자 기술의 맥이 끊기게 된다.'
자신의 연구 지속에 어려움을 겪으면서도 일본이 직면한 위기를 우려하던 네고로는 뜻을 같이 하는 젊은 연구자들을 모아 학회를 기획하거나 워크숍을 개최하는 등 겨울의 시대를 견뎌내기 위한 풀뿌리 활동에 주력했다.
한편, 제자리걸음을 하던 일본과는 대조적으로 미국에서는 양자 연구에서 혁신적인 사건이 일어났다. 당시 미국 UCSB(캘리포니아 샌타바버라 대학교) 교수였던 마르티니스 등이 양자 오류 정정의 길을 여는 혁신적인 연구 성과를 2014년 7월에 발표한 것이다. 이 사건은 업계에 큰 충격을 안겼다.
오류 정정 기술이 확립되면 꿈의 이야기였던 양자컴퓨터의 실용화가 가능하게 된다. 이 발표로 인해 미국을 중심으로 해외에서는 양자컴퓨터 개발 분위기가 한 순간에 고조되었고, IBM이나 구글과 같은 대기업들이 양자 연구를 가속화했다.
‘일본은 지금 뭘 하고 있나.’
해외에서 본격화되는 개발 경쟁을 네고로는 안타까운 마음으로 바라볼 수밖에 없었다.
-- "학계만으로는 한계가 있다” --
'아카데믹 현장에서 양자컴퓨터를 연구하는 것만으로는 한계가 있다.'
연구 자금 조달에 어려움을 겪고 있던 네고로는 해외의 뜨거운 분위기를 애써 무시하며 동료 연구자들과 함께 어떻게 연구를 이어나갈지 고민하고 있었다. 그러던 중, 2013년, 미국에서 창업한 Rigetti Computing이 큰 이슈가 되고 있다는 소식을 접했다. 당시는 양자 스타트업의 창업이 주목받기 시작하던 무렵이었다.
“이것이다!”
네고로가 생각해낸 것은 양자컴퓨터 관련 스타트업 창업이었다.
'앞으로는 일본에서도 창업해 돈을 벌지 않으면 세계를 따라갈 수 없다.'
네고로는 2014년부터 학생들 사이에서 창업자 강좌 수업을 듣는 등 스타트업 설립을 위해 움직이기 시작했다. 벤처캐피털(VC)을 돌아다니며 유용한 정보도 수집했다. 당시에는 양자 기술에 대한 인지도가 낮아 자금을 모을 만한 비즈니스의 싹이 좀처럼 보이지 않았다. 창업이라는 목표를 세웠지만, 실마리를 찾지 못하고 있었다.
-- 봄을 맞이하게 되면서 스타트업 창업에 성공 --
때는 2010년대 후반으로 접어들고 있었다. 큰 위기감 속에서 뾰족한 해결책이 없어 애를 태우던 네고로 앞에 한 줄기 빛이 비쳤다. 그것은 바로 도쿄대학 대학원에 재학 중이던 양텐런(楊天任) 등과의 만남이었다.
네고로는 이전부터 교토대학에서 양자 알고리즘을 연구하던 후지이(藤井)와 함께 스타트업 창업에 대해 이야기해 왔다. 스타트업 경영자 후보를 찾던 후지이가 양텐런과 만난 것이다.
양텐런에게 지원을 요청 받은 네고로 등 오사카대학 연구진은 기술 고문으로서 2018년 2월, 양자 소프트웨어 개발 업체인 QunaSys(도쿄)의 창업에 참여하게 되었다.
그리고 그로부터 3년 뒤인 2021년 7월, 마침내 네고로 자신도 스타트업 창업이라는 목표를 이루는 데 성공했다. 양자컴퓨터 제어 장치를 다루는 QuEL(도쿄)을 설립한 것이다. 네고로는 최고과학책임자(CSO)로 창업 멤버에 이름을 올렸다.
양자컴퓨터에서는 가동에 필수인 제어 장치를 소형화할 필요성이 이전부터 논의되어 왔다. 네고로 등 오사카대학 QIQB 멤버들은 FPGA(재프로그래밍이 가능한 칩)를 활용한 회로 설계와 미들웨어 개발의 중요성을 뼈저리게 이해하고 있었다.
‘이 제어 장치에 비즈니스 가능성이 있지 않을까?’
양자컴퓨터에는 제어 장치가 필수적으로, 광범위한 수요를 기대할 수 있다. 이렇게 해서 겨울의 시대를 견뎌낸 네고로와 동료들의 노력은 양자 스타트업이라는 형태로 결실을 맺게 되었다. 이 시기에 창업한 스타트업들은 훗날 국산 양자컴퓨터 개발에 중요한 역할을 담당하게 된다.
-- 국산 1호기 개발에 참여 --
네고로에게 찾아온 기회는 이것만이 아니었다. 2016년에 양자 관련 국가 프로젝트가 재개되면서 겨울의 끝이 보이기 시작했다. 특히 문부과학성이 주도하는 'Q-LEAP' 프로젝트가 재개되면서 국산 양자컴퓨터 1호기 실현을 위한 연구개발과 조직 간의 연계가 2018년부터 본격화되었다. 네고로가 스타트업 창업을 위해 분주히 움직이던 시기였다.
Q-LEAP는 이화학연구소를 중심으로 산업기술종합연구소, 정보통신연구기구(NICT), 후지쓰, NTT, 국내 스타트업 등이 개발에 참여하고 있었다. 그러던 중 Q-LEAP에 참여하고 있던 이화학연구소의 다부치(渕豊) 등으로부터 네고로에게 연락이 왔다.
"이화학연구소에서 제어 장치 개발까지는 불가능하다. QIQB가 해보지 않겠나?"
앞서 언급했듯 제어 장치 개발에 대해 관심을 가지고 있었던 네고로와 동료들은 마치 가뭄에 단비를 만난 듯 제어 장치 개발에 착수. 케이스와 배선의 일러스트를 그리며 설계 작업을 진행했다 2020년의 일이다.
QuEL의 설립으로 오사카대학 QIQB와 QuEL은 한 팀이 되어 제어 장치 개발을 추진해 나갔다.
국산 양자컴퓨터 1호기가 공개된 것은 2023년 3월. 제어 장치의 양산기 개발까지 순조롭게 진행해온 QIQB와 QuEL이었지만, 마지막 1년은 디버깅 작업에만 몰두해야 했다. 오로지 버그의 원인을 찾고 수정하는 나날이 1년 동안 계속되었다.
겨울의 시대를 버텨내고 어렵게 맞이한 국산 양자컴퓨터 개발에서도 쉽지 않은 시간을 보낸 네고로는 1호기가 처음 공개되었을 때 솟구치는 뜨거운 감정을 억누를 수 없었다. 이 감정이 2년 뒤 순수 국산 양자컴퓨터 실현의 포석이 되었다.
1호기 개발에 혼신의 힘을 다한 것은 네고로와 그의 동료들뿐만이 아니었다. 이화학연구소 양자컴퓨터연구센터의 나카무라(中村) 센터장 역시 국산 양자컴퓨터 실현을 위해 고군분투하는 나날을 보냈었다.
-- 끝 --
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Nikkei Monozukuri_2605호_목차
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