2025 양자정보기술 국내외 개발 트렌드와 상용화 전망 및 기술경쟁력 분석

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2025 양자정보기술 국내외 개발 트렌드와 상용화 전망 및 기술경쟁력 분석

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제조사: IRS Global

규격: 596쪽 (A4, 서적, PDF)

ISBN: 9791194532057

발간일: 2025-03-25

 

 

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2025 양자정보기술 국내외 개발 트렌드와 상용화 전망 및 기술경쟁력 분석

 

 

 

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[ 보고서 소개 ]

현대물리학의 핵심 이론으로 여겨지는 양자역학이 정립된 지 올해로 100년이 되었으며, 이를 기념하기 위해 유엔(UN)은 2025년을 “국제 양자과학 및 기술의 해”로 지정했다.
해외에서는 이미 넓은 의미의 양자정보기술에 대한 산업화의 바람이 빨리 찾아와, 2018년에는 미국에서, 2021년에는 유럽에서 각각 산관학 컨소시엄이 발족하였고 산업계로부터의 투자가 대폭 확대되고 있다.

이러한 정부ㆍ기관 간의 국제적인 연계와 협력을 통해 여러 국가의 정책ㆍ개발ㆍ산업화 등의 동향을 살피면서 우리나라도 상용화를 위해 강점을 가질 것으로 생각되는 경쟁 영역에서는 주요 산업에 적용하기 위한 이용자의 참여를 촉진시키고, 주요국 및 국내 기업들의 협력이 필요한 경쟁 영역에서는 선진국가의 대학ㆍ연구기관, 기업과 전략적으로 공동 연구를 진행하여 최신 기술을 도입하는 등 글로벌 시장을 획득하기 위한 활동을 적극적으로 추진해야 한다.

이미 양자로 구동되는 새로운 산업을 지향하는 국제 경쟁도 심화되고 있으며, 기업의 양자 관련 사업 및 스타트업/벤처 기업도 일찍부터 세계 시장에서 좋은 평가를 얻음으로써 서비스/제품의 개발 속도와 국제 표준화를 이끌 것으로 기대되고 있다.

따라서 각국에서 양자 관련 산업의 창출을 목표로 하는 단체를 설립하고, 유스케이스 탐색과 미래의 공급망 구축을 염두에 두면서, 이러한 단체들 사이에서 기본 합의가 이루어지는 등 국제적인 연계ㆍ전개가 이루어지고 있다.

특히, 양자 암호 및 미래의 양자 인터넷, 양자 컴퓨터의 실현을 내다보고, 이러한 기술을 더욱 고도화하기 위한 기초 연구와 응용 연구를 병용함과 동시에 테스트베드를 구축하여 양자 기술을 평가 검증하고 유스케이스를 실증하는 움직임이 생겨나고 있으며 양자-HPC 하이브리드 계산 플랫폼이 활발하게 구축되고 있다.

우선, 양자 컴퓨터는 한정적인 용도이기는 하지만 개발 단계에서 이용 단계로 발전되고 있다. 첨단 기술의 개발에서 활용까지의 기존의 흐름을 생각하면, 양자 컴퓨터의 산업화가 본격적으로 시작되는 것은 향후 10년 이내일 것으로 예측된다.

양자 컴퓨터의 하드웨어와 관련해서는 초전도 방식, 이온트랩 방식, 광방식, 실리콘 방식, 원자 방식 등의 개발 경쟁이 심화됨과 동시에 스케일 향상ㆍ고품질화, 아키텍처의 고도화를 위한 연구개발이 이루어지고 있으며, 특히 기초 연구의 성과로 인해 기존의 물리 양자 비트 수 기반의 의논에서 벗어나 논리 양자 비트의 실용화를 시야에 둔 의논가 빠르게 진행되고 있다.

이미 2023년에는 해외 기업이 오랫동안 길러 온 고도의 개발 리소스를 배경으로 초전도 방식에서 1,000 양자 비트를 달성하고 오류율을 낮춘 100 양자 비트급의 실제 기기를 동시에 공개하고, 해외 학술계와 스타트업이 연계하여 클라우드 환경에서 이온트랩 방식 및 원자 방식의 양자 컴퓨터를 이용할 수 있게 되었으며, 더 나아가 사상 최대의 논리 양자 비트의 실현을 공표하는 등의 움직임이 있었다.

하드웨어의 급격한 스케일 향상으로 인해 양자 소프트웨어의 유스케이스 창출이라는 관점에서도 양자 컴퓨터와 HPC를 비롯한 고전 컴퓨터의 하이브리드 이용 환경의 필요성이 고조되어 정보 과학 및 실용 수학에 근거하여 국내외에서 이러한 실제 이용 계산 환경을 정비하는 일이 빠르게 이루어지고 있다.
또한 오류 내성의 실현을 앞당길 가능성이 있는 소프트웨어도 연구되고 있다. 더 나아가 다양한 하드웨어 및 소프트웨어를 활용하는 산업화에 가까운 유스케이스의 창출 및 그 시책이 다양한 분야에서 이루어지고 있다.

양자 통신 분야는 양자 컴퓨터가 실현됨에 따라 현재 인터넷상에서 널리 이용되고 있는 공개 키 암호 알고리즘(RSA 암호, 타원곡선 암호 등)이 위태로워질 것이라는 우려가 있어, 양자 컴퓨터 시대에도 안전하게 이용할 수 있는 암호 기술이 요구되고 있다.
2024년 8월, 美 표준화기술연구소(NIST)에서는 양자내성암호(PQC, post-quantum cryptography)의 표준에 IBM이 개발한 알고리즘 2종을 채택한 바 있다.

양자 암호 통신은 양자의 물리적 특성을 통해 도청을 확실하게 감지할 수 있는 암호 시스템이며, 정부ㆍ금융계ㆍ군사 등을 중심으로 기밀 정보를 취급하는 분야에 도입될 것으로 기대된다.

각국에서도 양자 암호 통신에 관한 연구개발을 적극적으로 추진함과 동시에 지상계와 위성계를 조합한 테스트베드를 구축하여 상용화를 위한 실증실험을 진행하는 등 국제 경쟁이 심화되고 있다.

한편, 양자 계측ㆍ센싱과 관련해서는 예를 들어 고체 양자 센서는 자장 및 온도와 같은 여러 가지 물리량을 온실 환경 및 생물 내에서 고감도로 측정할 수 있다는 이점이 있어 대학ㆍ연구기관뿐만 아니라 자동차 기업의 참여가 확대되고 있다.

이러한 양자 기술의 발전과 더불어 생성형 AI의 대두, 반도체 제조 프로세스의 미세화, 스타링크와 같은 유무선 통신 기술의 발전 등 디지털 트랜스포메이션이 가속화되고 있다.

현재 국내외의 다양한 프로젝트와 기관에서 인재를 육성하고 있지만, 미래의 다양한 산업 분야에서의 확산을 고려하면 양자 관련 인재가 세계적으로 부족해질 것으로 예상되기 때문에, 우리나라에서도 양자 기술 연구자ㆍ기술자를 보다 더 육성해야 할 것으로 판단된다.

또한 양자 컴퓨터에 그치지 않고 양자 기술 전체를 산업화하기 위한 차세대 소재 개발과 국제 공급망 구축의 필요성도 커지고 있다.

이에, 본 보고서는 양자정보기술의 개발 트렌드와 시장전망뿐만 아니라, 특허나 논문 등 연구성과물 정보의 데이터베이스를 기반으로 실시한 기술경쟁력 분석을 담고 있다.
Ⅰ장 : 양자정보기술 개발 트렌드와 향후 전망, Ⅱ장 : 양자정보기술 주요 분야별 연구개발 동향과 향후 과제, Ⅲ장 : 양자정보기술 글로벌 연구데이터 및 특허 경쟁력 분석, Ⅳ장 : 국내외 주요업체별 양자정보기술 관련 개발 및 사업전략으로 구성되었다.

모쪼록, 본 보고서가 양자기술 및 양자산업뿐만 아니라 관련 분야에 종사하거나 관심 있는 모든 분들이 양자기술의 본격적인 상용화와 시장 변화를 예측하고, 사업화 전략 수립에 유용한 참고자료가 될 수 있기를 바랍니다.






[ 목차 ]

Ⅰ. 양자정보기술 개발 트렌드와 향후 전망

1. 양자정보기술의 세부 분야별 기술 개발 동향
  1-1. 양자정보기술의 개요
    1) 개념 및 중요성
    2) 개요 및 최근 동향
    3) 개발 이력
  1-2. 양자 기술의 세부 분야별 기술 개발 동향
    1) 양자 컴퓨터
      (1) 그간의 개발 경위
      (2) 양자 컴퓨터의 구조
      (3) 양자 알고리즘
      (4) 양자 컴퓨터의 응용 분야
      (5) 양자 컴퓨터 하드웨어
      (6) 양자 컴퓨터 소프트웨어 개발 환경
    2) 양자 시뮬레이터
      (1) 양자 시뮬레이터와 양자 컴퓨터
      (2) 양자 시뮬레이터의 플랫폼
        ① 원자ㆍ분자
        ② 이온
        ③ 전자
        ④ 광자
    3) 양자 센싱
      (1) 제2차 양자 혁명에서의 양자 센싱
      (2) 기존의 센싱과 양자 센싱
      (3) 양자 컴퓨터 디바이스와 양자 센싱 디바이스
      (4) 양자 센싱 연구개발 동향
        ① 양자관성센서
        ② 양자시간ㆍ주파수센서
        ③ 양자 전기장ㆍ자기장 센서
        ④ 양자광학센서
    4) 양자 통신ㆍ네트워크 / 양자 키 분배에서 양자 인터넷까지
      (1) 양자 통신ㆍ네트워크의 개요
      (2) 양자 인터넷
      (3) 양자 네트워크 기술 개발 동향
      (4) 양자암호통신 인프라 정비 동향
      (5) 양자암호통신 : 양자 키 분배

2. 양자 기술 국내외 시장 동향과 전망
  2-1. 양자 기술 유망 분야별 시장 동향과 전망
    1) 양자 기술 국내외 시장 동향과 전망
      (1) 연도별 시장 전망
        ① 글로벌 시장
        ② 국내 시장
      (2) 주요 부문별 시장 전망
        ① 글로벌 시장
        ② 국내 시장
      (3) 수요산업별 양자기술 점유율 전망
      (4) 제품별 양자기술 점유율 전망
    2) 양자 컴퓨팅 국내외 시장 동향과 전망
      (1) 연도별 시장 전망
        ① 글로벌 시장
        ② 국내 시장
      (2) 주요 부문별 시장 전망
        ① 부분별 시장 전망
        ② 구축 방식별 시장 전망
        ③ 애플리케이션별 시장 전망
      (3) 수요산업별 시장 전망
    3) 양자 통신 국내외 시장 동향과 전망
      (1) 연도별 시장 전망
        ① 글로벌 시장
        ② 국내 시장
      (2) 주요 부문별 시장 전망
        ① 글로벌 시장
        ② 국내 시장
      (3) 양자 키 분배(QKD) 수요산업별 시장 전망
    4) 양자 센싱 국내외 시장 동향과 전망
      (1) 연도별 시장 전망
        ① 글로벌 시장
        ② 국내 시장
      (2) 주요 부문별 시장 전망
        ① 양자센싱ㆍ이미징 시장
        ② 양자자력계 등 기타 시장
      (3) 수요산업별 시장 전망
        ① 양자센싱ㆍ이미징 시장
        ② 양자자력계 등 기타 시장
  2-2. 주요국별 양자 기술 개발 동향
    1) 미국
      (1) 양자 컴퓨팅
      (2) 양자 통신
      (3) 양자 센싱
    2) EU
      (1) 양자 컴퓨팅
      (2) 양자 통신
      (3) 양자 센싱
    3) 중국
      (1) 제3세대 초전도 양자 컴퓨터 가동
      (2) 중국 최초 초전도 양자 컴퓨터 생산 라인 업그레이드
      (3) 중국의 양자 컴퓨터 기술의 해외 진출
    4) 핀란드
      (1) 양자 컴퓨터 및 개발의 에코시스템
        ① 핀란드의 양자 컴퓨터 동향
        ② 양자 기술 관련 주요 플레이어
      (2) 양자 컴퓨터의 주요 기술 동향
    5) 일본
      (1) 일본 양자컴퓨터 개발 동향
      (2) 양자 비트의 안전성과 오류 정정 능력
      (3) 일본의 양자 컴퓨터의 산업 응용 및 육성
    6) 한국
      (1) 양자 컴퓨팅
        ① 초전도 양자컴퓨팅
        ② 반도체 양자점 양자컴퓨팅
        ③ 이온 트랩
        ④ 양자광학 기반 양자컴퓨팅
        ⑤ 다이아몬드 NV 센터 기반 양자컴퓨팅
      (2) 양자 통신
        ① 양자 암호
        ② 양자 네트워크
        ③ 양자통신 프로토콜 및 응용
      (3) 양자 센싱
        ① 양자관성센서
        ② 양자시간ㆍ주파수센서
        ③ 양자 전기장ㆍ자기장 센서
        ④ 양자광학센서

3. 주요국별 양자정보기술 관련 정책 추진 동향
  3-1. 주요국별 양자정보기술 관련 정책 추진 동향
    1) 미국
    2) 유럽
      (1) EU
      (2) 영국
      (3) 독일
      (4) 프랑스
    3) 캐나다
    4) 중국
    5) 일본
  3-2. 주요 방식별 각국 정책 추진 동향
    1) 양자 게이트 초전도 방식
      (1) 미국
      (2) EU
      (3) 중국
      (4) 일본
    2) 양자 게이트 이온트랩 방식
      (1) 미국
      (2) EU
      (3) 중국
      (4) 일본
    3) 양자 게이트 광양자 방식
      (1) 미국
      (2) EU
      (3) 중국
      (4) 일본
    4) 양자 게이트 Si 양자 도트 방식
      (1) EU
      (2) 호주
      (3) 일본
    5) 양자 게이트 중성 원자 방식
      (1) 미국
      (2) EU
      (3) 일본
    6) 양자 어닐링 초전도 방식
      (1) 미국
      (2) EU
      (3) 캐나다
      (4) 일본
  3-3. 국내 양자 기술 관련 정책 추진 동향
    1) 그간의 정책 추진 이력
      (1) 양자정보통신 중장기 추진전략
      (2) 4차 산업혁명 대비 초연결 지능형 네트워크 구축전략
      (3) 양자기술 연구개발 투자전략
      (4) 미래양자융합포럼
      (5) 양자산업생태계지원센터
      (6) 양자정보연구지원센터
      (7) 한국양자정보학회
    2) 양자기술 전략로드맵
    3) 대한민국 양자과학기술 비전
    4) 퀀텀 이니셔티브(案)
    5) 3대 게임체인저 기술 전략
    6) 양자과학기술 및 양자산업 육성에 관한 법률(양자산업법)

4. 양자 컴퓨팅과 AI의 융복합 트렌드 및 향후 전망
  4-1. 양자 컴퓨팅과 AI(인공지능)
    1) 양자 AI 개요
      (1) 양자 컴퓨팅과 AI의 차이
      (2) 양자 AI의 개념
      (3) 양자 AI의 요소 기술
        ① 변분 양자 알고리즘(VQA)
        ② 양자 커널법
      (4) 양자 AI의 영향
      (5) 양자 AI의 기대와 과제
    2) 양자 컴퓨팅 알고리즘
      (1) 암호학 분야
        ① 쇼어(Shor) 알고리즘
      (2) 검색 및 최적화 분야
        ① 그로버(Grover) 알고리즘
        ② 양자 어닐링(Quantum Annealing) 알고리즘
      (3) 수학/물리 시뮬레이션
        ① VQE(변분 양자 고유값, Variational Quantum Eigensolver) 알고리즘
        ② 도이치-조사(Deutsch–Jozsa) 알고리즘
    3) 양자 머신러닝(QML)과 양자 딥러닝(QDL)
      (1) 양자 머신러닝과 양자 딥러닝의 필요성 (양자 컴퓨팅과 융합 배경)
      (2) 양자 머신러닝과 양자 딥러닝의 기능별 분류
      (3) 양지지원벡터머신(QSVM) 알고리즘
        ① QSVM 알고리즘의 개요
        ② QSVM 알고리즘의 동작 원리
        ③ QSVM 알고리즘의 핵심 기술
        ④ QSVM 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ QSVM 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (4) 양자 k-최근접 이웃(qk-NN) 알고리즘
        ① qk-NN 알고리즘의 개요
        ② qk-NN 알고리즘의 동작 원리
        ③ qk-NN 알고리즘의 핵심 기술
        ④ qk-NN 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ qk-NN 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (5) 양자 주성분 분석(QPCA) 알고리즘
        ① QPCA 알고리즘의 개요
        ② QPCA 알고리즘의 동작 원리
        ③ QPCA 알고리즘의 핵심 기술
        ④ QPCA 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ QPCA 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (6) 양자 합성곱 신경망(QCNN) 알고리즘
        ① QCNN 알고리즘의 개요
        ② QCNN 알고리즘의 동작 원리
        ③ QCNN 알고리즘의 핵심 기술
        ④ QCNN 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ QCNN 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (7) 양자 근사 최적화 알고리즘(QAOA) 알고리즘
        ① QAOA 알고리즘의 개요
        ② QAOA 알고리즘의 동작 원리
        ③ QAOA 알고리즘의 핵심 기술
        ④ QAOA 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ QAOA 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (8) 양자 생성 적대 신경망(QGANs) 알고리즘
        ① QGANs 알고리즘의 개요
        ② QGANs 알고리즘의 동작 원리
        ③ QGANs 알고리즘의 핵심 기술
        ④ QGANs 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ QGANs 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (9) 숨겨진 양자 마르코프 모델(HQMMs) 알고리즘
        ① HQMMs 알고리즘의 개요
        ② HQMMs 알고리즘의 동작 원리
        ③ HQMMs 알고리즘의 핵심 기술
        ④ HQMMs 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ HQMMs 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (10) 양자 순환 신경망(QRNN) 알고리즘
        ① QRNN 알고리즘의 개요
        ② QRNN 알고리즘의 동작 원리
        ③ QRNN 알고리즘의 핵심 기술
        ④ QRNN 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ QRNN 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (11) 양자 주성분 분석(QPCA) 알고리즘
        ① QPCA 알고리즘의 개요
        ② QPCA 알고리즘의 동작 원리
        ③ QPCA 알고리즘의 핵심 기술
        ④ QPCA 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ QPCA 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
      (12) 설명 가능한 양자 머신러닝(XQML) 알고리즘
        ① XQML 알고리즘의 개요
        ② XQML 알고리즘의 동작 원리
        ③ XQML 알고리즘의 핵심 기술
        ④ XQML 알고리즘의 응용 분야
        ⑤ XQML 알고리즘의 구현 사례
        ⑥ 기대효과
  4-2. 양자 컴퓨팅과 인공지능(AI)의 융합
    1) 양자 컴퓨팅과 AI의 교차점
    2) 양자 컴퓨팅과 AI를 융합으로 가능한 일
      (1) 복잡한 문제에 빠르게 해답
      (2) 자율적인 진화
      (3) 고도의 태스크 수행
    3) 양자 컴퓨팅과 AI를 융합하여 발생하는 과제
      (1) 인간이 예측 불가능한 행동을 취할 가능성
      (2) 실업 우려 확대
      (3) 시큐리티 리스크



Ⅱ. 양자정보기술 주요 분야별 연구개발 동향과 향후 과제

1. 양자 컴퓨팅 글로벌 연구개발 동향과 향후 과제
  1-1. 기술 개요
    1) 양자 컴퓨팅 정의
    2) 연구개발 의의
  1-2. 주요 연구개발 동향 및 이슈
    1) 현재까지의 연구개발 흐름
    2) 최근 트렌드
    3) 국내외 정책 추진 동향
    4) 논문 및 특허 동향
  1-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
    1) 양자 소프트웨어 개발 플랫폼
    2) 양자 컴퓨터 아키텍처의 중요성
    3) NISQ 시대의 양자 계산
    4) 양자 우위성ㆍ양자 컴퓨터의 시뮬레이션
    5) 표준화ㆍ벤치마킹
    6) 양자 어닐러ㆍ양자 시뮬레이터
  1-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
  1-5. 향후 핵심기술 과제
  1-6. 양자 컴퓨팅의 활용 동향과 사례
    1) 항공산업
      (1) 운항 문제를 해소(IROPS)
      (2) 콘텍스트를 활용하여 맞춤화된 서비스를 확충
      (3) 항공 회사의 네트워크 계획을 포괄적으로 최적화
    2) 은행 및 금융 시장
      (1) 타게팅과 예측
      (2) 리스크 프로파일링
      (3) 트레이딩의 최적화
    3) 화학 및 석유산업
      (1) 촉매 및 계면활성제 등의 화학제품 개발
      (2) 원료 운송, 정제, 제품 시장 투입 프로세스의 최적화
      (3) 저류층의 채굴량 확대
    4) 의료산업
      (1) 진단 지원
      (2) 보험료와 프라이싱
      (3) 맞춤 의료
    5) 생명과학산업
      (1) 게놈과 아웃컴을 연결하여 맞춤 의료 실현
      (2) 저분자 제약의 효율성 강화를 통해 환자의 아웃컴 개선
      (3) 단백질 입체 구조 예측에 근거하여 새로운 생물학적 제제 개발
  1-7. 주요국별 연구개발 현황 비교
    1) 미국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    2) 유럽
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    3) 중국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    4) 일본
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    5) 한국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    6) 캐나다
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발

2. 양자 통신 글로벌 연구개발 동향과 향후 과제
  2-1. 기술 개요
    1) 양자 통신 정의
    2) 연구개발 의의
  2-2. 주요 연구개발 동향 및 이슈
    1) 현재까지의 연구개발 흐름
    2) 국제 표준화
    3) 주요 국가 정책
    4) 논문 및 특허 동향
  2-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
    1) 일대일(1:N) QKD의 고속화ㆍ장거리화 기술
    2) 기존 시큐리티 기술과의 융합
    3) QKD의 다대다(N:N) 네트워크화 기술
    4) 위성 양자 통신 기술
    5) 양자 인터넷의 네트워크 제어 기술
  2-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
    1) 미국
    2) 유럽
    3) 중국
    4) 일본
  2-5. 향후 핵심기술 과제
    1) QKD 네트워크의 글로벌화
    2) 기존 시큐리티 기술과의 융합
    3) 양자 디바이스 기술
    4) 양자 인터넷의 제어 관리
    5) 기타 과제
  2-6. 주요국별 연구개발 현황 비교
    1) 미국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    2) 유럽
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    3) 중국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    4) 일본
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    5) 한국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    6) 호주
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    7) 캐나다
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발

3. 양자 물질 글로벌 연구개발 동향과 향후 과제
  3-1. 기술 개요
    1) 정의
    2) 연구개발 의의
  3-2. 주요 연구개발 동향 및 이슈
  3-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
    1) 논문ㆍ특허 동향
    2) 반강자성 스핀트로닉스
    3) 이상(異常) 네른스트 효과의 응용
    4) 2차원 재료의 트위스트 적층
    5) 벌크 광기전력(Bulk photovoltaic)에서의 태양전지 변환 효율 향상
    6) 인공 차원을 이용하는 토폴로지컬 물성 연구
    7) 토폴로지컬 양자 컴퓨터
    8) 바이오 재료로서의 저차원 양자 물질 개척
  3-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
    1) 미국
    2) 중국
    3) 유럽
    4) 일본
      (1) 내각부
      (2) 일본과학기술진흥사업단(JST)
      (3) 일본학술진흥회(JSPS)
      (4) NEDO
  3-5. 향후 핵심기술 과제
  3-6. 주요국별 연구개발 현황 비교
    1) 미국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    2) 유럽
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    3) 중국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    4) 일본
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    5) 한국
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발
    6) 인도
      (1) 기초 연구
      (2) 응용 연구ㆍ개발



Ⅲ. 양자정보기술 글로벌 연구데이터 및 특허 경쟁력 분석

1. 분석 방법
  1-1. 데이터 수집
  1-2. 분석 방법

2. 논문 및 특허 성과
  2-1. 논문 성과
    1) 글로벌 Top 50
    2) 국내 기관 Top 50
    3) 국내 정출연 Top 50
  2-2. 특허 성과
    1) 글로벌 Top 50
    2) 국내 기관 Top 50
    3) 국내 정출연 Top 50

3. 기술 경쟁력
  3-1. 논문 경쟁력
    1) 글로벌 Top 50
    2) 국내 기관 Top 50
    3) 국내 정출연 Top 50
  3-2. 특허 경쟁력
    1) 글로벌 Top 50
    2) 국내 기관 Top 50
    3) 국내 정출연 Top 5

4. 국가별 기술 경쟁력
  4-1. 논문 경쟁력
  4-2. 특허 경쟁력

5. 협력 네트워크
  5-1. 논문 협력 네트워크
    1) 글로벌 구조
    2) 로컬 구조
  5-2. 특허 협력 네트워크
    1) 글로벌 구조
    2) 로컬 구조

6. 기술 주제
  6-1. 논문 연구 주제
    1) 주요 키워드
    2) 주요 토픽
    3) 토픽 트렌드
    4) 기관별 토픽 비중
  6-2. 특허 출원 내용
    1) 주요 키워드
    2) 주요 토픽
    3) 토픽 트렌드
    4) 기관별 토픽 비중



Ⅳ. 국내외 주요업체별 양자정보기술 관련 개발 및 사업전략

1. 해외 주요업체별 개발 동향 및 사업화 전략
  1-1. 미국
    1) 구글(Google)
      (1) 양자칩 '윌로우(Willow)'
      (2) 엔비디아와 양자 컴퓨팅 기술 제휴
      (3) 양자 컴퓨터 대책 : 새로운 암호 'Kyber' 도입
      (4) 양자 프로세서
      (5) 양자 비트 확대로 오류 감소 가능성 입증
      (6) 양자 초월의 거점 공개 2029년에 실용화 목표
    2) IBM
      (1) ‘Heron’ 양자 프로세서로 양자 우위성 가속화
      (2) 2025년에 4000큐비트 양자컴퓨터 개발
      (3) 양자 컴퓨터 전략의 원동력이 되는 프로세서와 시스템
      (4) 일본 연구기관과 제휴
        ① 일본 산총연과 1만 양자 비트 양자 컴퓨터 개발 제휴
        ② 양자 컴퓨터 ‘IBM Quantum System Two’를 이화학연구소에 제공
        ③ 도쿄대학에서 127 양자 비트 'Eagle' 시스템 가동
      (5) 국내 업체와의 제휴
        ① 연세대에 ‘IBM 퀀텀 시스템 원’ 설치
        ② 한국퀀텀컴퓨팅(주)과 협력
    3) 인텔(Intel)
      (1) 실리콘 스핀 양자 비트로 차세대 양자 컴퓨팅 혁신 주도
      (2) 실리콘 방식의 양자 컴퓨터 전략
      (3) 양자 컴퓨터 환경을 시뮬레이션하는 'Quantum SDK' 1.0 공개
    4) 마이크로소프트(Microsoft)
      (1) Atom Computing과 24 논리 양자 비트를 실현한 상용 양자 컴퓨터 2025년 제공
      (2) 세계 최고 기록인 12 논리 양자 비트의 양자 컴퓨터 실현
      (3) 800배 향상된 에러율로 양자 컴퓨팅의 한계 돌파
      (4) 양자 컴퓨터에도 ‘Copilot(AI 지원 기능)’ 도입 확대
      (5) 양자와 고전 컴퓨터를 통합 'Azure Quantum' 새로운 하이브리드 기능 공개
    5) 아마존웹서비스(Amazon Web Services)
    6) 아이온큐(IONQ)
      (1) Ansys와 제휴 : 첨단 양자 컴퓨팅을 통한 엔지니어링 시뮬레이션 강화
      (2) 美 국방부 양자 컴퓨팅 프로젝트 수주
      (3) 이온 광자 얽힘의 상업적 입증을 처음으로 달성
      (4) 양자 컴퓨터 전용 제조시설 시애틀에 오픈
      (5) 양자 프로세서 Forte의 성능 향상
      (6) Rescale 파트너십으로 양자 기술 상용화 가속화
      (7) 랙마운트형 양자 컴퓨터 2기종 발표
    7) 리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing)
      (1) 99.0%의 게이트 충실도를 실현한 84 양자 비트 양자 컴퓨터 ‘Ankaa-3’를 발표
      (2) 퀀텀 머쉰즈와 양자 컴퓨터의 캘리브레이션을 자동화하는 AI의 응용을 발표
      (3) 영국 첫 양자 컴퓨터 가동 : 옥스퍼드 인스트루먼트 프로젝트
      (4) 최초의 상용 양자 프로세싱 유닛 ‘Novera QPU’를 발표
    8) 디웨이브(D-WAVE)
      (1) 1,200 양자 비트 양자 컴퓨터 발표
      (2) NTT 도코모와 양자 최적화 기술로 네트워크 성능을 15% 개선
    9) 아톰 컴퓨팅(Atom computing)
      (1) 양자 컴퓨터 기술 비교 : 중성원자 방식 vs 초전도 방식
        ① 양자 비트 수와 확장성(스케일러빌리티)
        ② 코히런스 시간(양자 상태 유지 시간)
        ③ 충실도(연산 정확도)와 오류 내성
        ④ 냉각 방식과 시스템 복잡성
      (2) 양자 컴퓨터에 대한 도전
    10) 콜랩(Qolab)
    11) 큐에라 컴퓨팅(QuEra Computing)
  1-2. 일본 업체
    1) 일본전기주식회사(NEC)
      (1) 자국산 초전도형 양자 컴퓨터 테스트베드 구축
      (2) 도호쿠대학과 8 양자 비트 어닐링 머신으로 미래 컴퓨팅 공동 연구
      (3) 양자 기술을 활용한 ‘생산 계획 시스템’ 도입
      (4) 양자 컴퓨팅 기술로 토요타 자동직기의 하적 및 배차 최적화 시스템 구축
      (5) 산총연과 대규모 양자 컴퓨터 모형 공개
    2) 이화학연구소(RIKEN)
      (1) 새로운 방식의 양자 컴퓨터 실현
      (2) 도시바와 양자 컴퓨터 신소자의 성능 실증
      (3) 일본산 양자 컴퓨터의 클라우드 이용
    3) 일본전신전화(NTT)
      (1) 전자의 ‘비행 양자 비트’ 첫 실증
      (2) 세계 최고 속도 43GHz의 양자 신호를 실시간 측정
      (3) 기지국 최적화를 위한 양자 어닐링 기반 개발
    4) 후지쯔(FUJITSU)
      (1) 일본 최초 64 양자 비트 초전도 양자 컴퓨터 개발 및 플랫폼 출시
      (2) 양자 컴퓨터 하드웨어 연구의 최첨단, 다이아몬드 스핀 방식
      (3) 산총연이 후지쯔의 초전도 게이트형 양자 컴퓨터 도입
      (4) 초전도 양자 컴퓨터 자국산 2호기 : 기업과의 제휴로 용도 개척
      (5) 6만 양자 비트로 5년 계산을 10시간에 처리
      (6) 양자 시뮬레이터의 양자 회로 계산 속도를 200배로 만드는 기술 개발
    5) 도시바(Toshiba)
      (1) 양자 암호 통신에 필요한 양자 키 배송 기술 개발
      (2) 암호 키를 양자 역학으로 보호하면서 전송 양자 키 배송
      (3) 싱가포르 양자 통신사와 연계 강화
    6) 히다찌 제작소(HITACHI)
    7) 미쓰비시 케미컬 홀딩스(Mitsubishi Chemical Holdings)
      (1) 고성능 유기 EL 재료 탐색 계산으로 양자 회로를 97% 압축 성공
      (2) 양자 컴퓨터로 광기능성 물질 분석
    8) 덴소(DENSO)
  1-3. 기타
    1) Q-CTRL
    2) Aquark Technologies
    3) NVision Imaging Technologies
    4) Quantum Diamonds
    5) Qnami
2. 국내 주요업체별 개발 동향 및 사업화 전략
  2-1. 주요 연구기관 및 대학
    1) 한국표준과학연구원(KRISS)
      (1) 세계 최초 2차원 상온에서 스커미온 생성ㆍ제어 성공
      (2) 20큐비트 국산 양자컴퓨터 ‘첫 시연’
      (3) 美 NIST와 양자컴퓨팅 정밀측정기술 협력 합의
      (4) ‘양자 얽힘’ 이용해 광학 측정 한계 돌파
    2) 한국과학기술연구원(KIST)
      (1) 오류수정 필요 없는 16차원 '큐디트' 기술 첫 확보
      (2) 세계 최초 '하이브리드' 양자컴 기술 개발
      (3) 독자적인 양자 오류정정 기술 개발
      (4) 양자컴퓨팅 기업 '자나두'와 양자컴퓨터 개발 협력
    3) 포항공과대학교(POSTECH)
      (1) 양자컴퓨팅 '나선성' 원리 세계 첫 규명
      (2) 연세대학교와 양자컴퓨팅 생태계 조성을 위한 업무 협약 체결
    4) 연세대학교(Yonsei University)
      (1) 양자컴퓨터 ‘IBM 퀀텀 시스템 원’ 국내 최초 공개
      (2) 양자컴퓨팅 분야 대형 국책과제 선정
  2-2. 이동통신사
    1) SK텔레콤
      (1) QKD-PQC 하이브리드형 양자암호 제품 출시
      (2) 양자내성암호로 5G망 보안성 향상
      (3) 양자기술 차세대 산업 선도
    2) KT
      (1) 국가 양자 테스트베드 운영 위한 통합 관제 플랫폼 구축
      (2) 양자내성암호 기술 상용화 준비 완료
      (3) 대기권 닿는 무선 양자 암호통신 기술 개발
    3) LG유플러스
      (1) 양자내성암호 기술 적용한 기업용 VPN 출시
      (2) 양자내성암호 우수표준 선정
      (3) 양자컴퓨터로 6G 위성 네트워크 최적화 성공
  2-3. 주요 상장기업
    1) 삼성전자
    2) LG전자
      (1) 신규 양자직접통신(QSDC) 프로토콜 기술 개발
      (2) 중성원자 양자컴퓨터 생태계 조성 위해 연합체 결성
    3) 코위버
      (1) 국내 최초 1G/10G/100G급 양자통신암호장비(QENC) 국가공인인증 획득
      (2) 양자내성암호(PQC)로 양자컴퓨팅 시대 대응
    4) 우리로
      (1) 양자 핵심 SPAD 국내 최초 개발
      (2) 세계 1위 양자기업 IDQ에 양자센서 핵심부품 독점 공급
    5) 우리넷
      (1) 양자내성암호 개발 및 POTN 적용 상용화 성공
      (2) 양자통신암호화장비(QENC)가 보안기능확인서 발급
    6) 아톤(ATON Inc)
    7) 옵티시스(Opticis Co. Ltd.)
    8) 드림시큐리티
    9) 엑스게이트(AX케이트)

 

 

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