양자기술 산업 육성을 위한 기술개발 동향과 트렌드 분석 및 추진현황

테크포럼은 ‘beyond technology’ 라는 캐치프레이즈를 모토로

국내/외 최신 기술 및 신성장 산업의 핵심 이슈와 동향을 분석하여 관련 업계 구성원들에게 정보와 소통의 장을 제공하고 있습니다.

기술 산업분야의 세미나, 컨퍼런스, 포럼을 기획/주최/주관 및 자료집/리포트 등을 제공 하고 있습니다.

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양자기술 산업 육성을 위한 기술개발 동향과 트렌드 분석 및 추진현황

​제조사: 좋은정보사
규격: 431쪽 (A4, 서적, PDF)
ISBN: 9788998586935
발간일: 2025-02-26

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양자기술 산업 육성을 위한 기술개발 동향과 트렌드 분석 및 추진현황 : 테크포럼

 

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[ 보고서 소개 ]
             
ICT 혁신기술로 부상하고 있는 양자기술이 기존 정보통신기술의 한계를 극복하고 미래 전략기술의 핵심으로 떠오르면서 국가 안보와 산업 경쟁력을 강화할 혁신 기술로 주목받고 있다. 

세계 각국에서는 향후 양자기술 시장이 본격적으로 성장할 것으로 전망하고 기술선점 및 기술우위 유지를 위한 정책을 추진하는 등 경쟁이 치열해지고 있으며, 다양한 분야에서 활용될 수 있는 잠재력과 경제적 ․ 사회적으로 많은 영향력을 줄 것으로 예상하면서 각국 정부에서도 지속적으로 투자하고 있다.

한국은 양자과학기술이 향후 미래 산업을 바꿀 수 있는 핵심기술로 주목받으면서 올해는 2024년보다 51.4% 증가한 1980억 원을 양자과학기술 및 산업 육성을 위해 투자했으며, 양자기술 연구기반 조성과 양자산업의 체계적 육성을 위한 '양자과학기술 및 양자산업 육성에 관한 법률을 지난 11월 1일부터 본격 시행했다.

이러한 양자기술이 다양한 산업에 적용되고 상용화되기 위해서는 순환 생태계 구축과 함께 양자산업 확산을 위한 정부의 지원이 필수적이다.

이에 본 보고서는 혁신기술로 주목받고 있는 양자기술 산업의 국내외 시장동향과 기술개발 동향 및 주요국 기술 트렌드 분석, 정책 및 추진동향 등을 수록하였다.




[ 목차 ]

Ⅰ. 양자컴퓨팅 국내외 시장동향과 분석 및 활용분야

1. 양자컴퓨팅 개요 
    1) 개념 및 환경
        (1) 개념 및 주요 구성요소
            1.1) 개념 
                1.1.1) 특성 
                1.1.2) 범위
a) 양자암호통신
b) 양자컴퓨터 
c) 양자소자·부품
1.2) 용도별 분류
1.2.1) 양자정보 기술에 따른 분류
a) 양자컴퓨팅 
b) 양자통신
c) 양자센싱
1.2.2) 양자통신 기술에 따른 분류
1.3) 주요 구성요소
1.3.1) 큐비트
1.3.2) 양자 게이트
1.3.3) 양자 회로와 연산
1.3.4) 양자 메모리와 저장장치
1.3.5) 양자 오류 수정기술
1.3.6) 양자 컴퓨터 제어 및 측정 시스템
(2) 부상 배경 및 기술진화
2.1) 부상배경
2.1.1) 빠른 연산 속도
2.1.2) 반도체 칩 소형화의 한계 
2.1.3) 저전력
2.1.4) 인공지능의 한계
2.2) 양자컴퓨팅 진화
(3) 필요성 및 활용가능성
            3.1) 필요성
3.1.1) 국가필수 전략기술 
3.1.2) 난제 해결에 기여할 기술 
3.1.3) ICT 분야 국가 경쟁력 확보 
3.2) 파급효과
3.3) Quantum의 활용 가능성
3.3.1) 양자 기술이 적용된 제품 진화 방향
3.3.2) 소재/부품의 성능 고도화 가능성
a) 양자점(Quantum Dot)
a-1) 정의 및 구조
a-2) 발광 원리
a-3) Quantum Dot Display
a-4) Quantum Dot Display의 4가지 Type
a-5) 활용 가능성
b) 양자메타물질(Quantum Metamaterials)
        (4) 기술특징 및 원리
4.1) 특징
4.2) 원리
4.2.1) 양자 게이트와 양자회로
4.2.2) 양자 알고리즘
4.2.3) 양자 오류 수정
4.2.4) 양자 컴퓨터의 측정
        (5) 잠재력 및 시장전망
5.1) 잠재력
5.2) 시장전망 
    2) 양자컴퓨팅 산업의 공급사슬 특징과 현황 
(1) 공급사슬 구조와 특징 
(2) 공급사슬 참여자들
2.1) 투자자
2.2) 하드웨어 공급업체
2.3) 소프트웨어 공급업체 
2.4) 서비스 공급업체
2.5) 사용자
2. 양자기술 국내외 시장동향
    1) 양자통신 국내외 시장동향
        (1) 국내외 시장동향
            1.1) 국외
1.1.1) 양자통신
1.1.2) 양자암호통신
1.2) 국내
1.3) 발전전망
        (2) 수요 산업별 글로벌 양자통신 시장
2.1) 양자 키 분배(QKD) 시장
2.2) 양자암호통신(Quantum Cryptography Communication) 시장
        (3) 시사점
3.1) 양자기술의 문해력(literacy) 
3.2) 꾸준한 투자 
3.3) 양자컴퓨팅 투자
3.4) 양자통신 투자
3.5) 양자센싱 투자
3.6) 양자산업 생태계 조성 
3.7) 양자기술 발굴체제 및 플랫폼 구축 
    2) 양자센싱 국내외 시장동향
        (1) 국내외 시장동향
1.1) 국외
1.2) 국내
        (2) 부문별 양자센싱 시장
2.1) 양자센싱 · 이미징 시장
2.2) 양자자력계 시장
        (3) 수요 산업별 글로벌 양자센싱 시장
3.1) 양자센싱 · 이미징 시장
3.2) 양자자력계 시장
    3) 양자컴퓨팅 국내외 시장동향
        (1) 국내외 시장동향
1.1) 국외
1.2) 국내
        (2) 부문별/ 수요 산업별 글로벌 양자컴퓨팅 시장
2.1) 부문별 양자컴퓨팅 시장
2.2) 수요 산업별 글로벌 양자컴퓨팅 시장
        (3) 활용분야 및 시스템 구조
3.1) 활용분야
3.1.1) 함수의 전역적 특성 파악 유형
3.1.2) 데이터의 전역적 특성 파악 유형
3.1.3) 입력크기 기준
3.2) 시스템 구조
3.2.1) 기본 조건
3.2.2) 방법론
a) 오류보정방식
b) 결함허용방식
c) 일반적인 결함허용 만능컴퓨팅 구현 방식
3.2.3) 시스템 구조
3.2.4) 부분별 연구개발 현재 수준
        (4) 양자컴퓨팅 국가별 기술 트렌드 현황
4.1) 미국
4.1.1) 막대한 투자와 정부지원
4.1.2) 세계 최고 수준의 연구기관 및 기업
4.1.3) 양자 컴퓨팅 기술개발의 선두주자
4.1.4) 양자 컴퓨팅 생태계 조성
4.1.5) 미래전망
4.2) 중국
4.2.1) 정부 주도의 대규모 투자
4.2.2) 활발한 연구활동과 인재양성
4.2.3) 양자 컴퓨팅 기술개발 성과
4.2.4) 미래전망
4.3) 영국
4.3.1) 세계적인 수준의 연구기관 및 인력
4.3.2) 정부의 적극적인 지원과 투자
4.3.3) 양자 컴퓨팅 스타트업 육성
4.3.4) 미래전망
4.4) 한국
4.4.1) 정부 주도 연구개발
4.4.2) 기업투자 확대
4.4.3) 연구기관 및 대학
4.4.4) 양자컴퓨팅 기술개발 성과
4.4.5) 미래전망
4.5) 캐나다
4.5.1) 선도적인 양자 컴퓨팅 기업
4.5.2) 정부의 적극적인 지원정책
4.5.3) 탄탄한 연구기반
4.5.4) 활발한 산학협력
4.5.5) 미래전망
4.6) 일본
4.6.1) 소프트웨어 및 알고리즘 개발 강점
4.6.2) 다양한 응용분야 연구
4.6.3) 정부 주도 정책지원
4.6.4) 산업계와이 협력강화
4.6.5) 미래전망
4.7) 독일
4.7.1) 정부 주도의 대규모 투자
4.7.2) 산학연 협력강화
4.7.3) 양자 컴퓨팅 인프라 구축
4.7.4) 인재양성 프로그램 확대
4.7.5) 미래전망
4.8) 프랑스
4.8.1) 정부의 적극적인 투자와 지원
4.8.2) 유럽연합(EU)과의 협력강화
4.8.3) 산업계와 학계의 긴밀한 협력
4.8.4) 양자 컴퓨팅 생태계 조성
4.8.5) 미래전망
4.9) 호주
4.9.1) 실리콘 기반 양자 컴퓨터 개발 선도
4.9.2) 정부의 적극적인 지원과 투자
4.9.3) 활발한 산학협력
4.9.4) 미래전망
4.10) 스위스
4.10.1) 세계적인 연구기관 및 인재
4.10.2) 양자 암호통신 분야 강점
4.10.3) 산업계와의 협력강화
4.10.4) 정부지원 확대
4.10.5) 미래전망
    4) 양자 알고리즘
(1) Shor 알고리즘
(2) Grover 알고리즘
(3) 양자 알고리즘 현대 암호에 미치는 영향
(4) 양자컴퓨팅 환경에서 암호 안전성 분석
4.1) 대칭키 암호 안전성 분석
4.2) 해시 함수 안전성 분석
4.3) 공개키 암호 안전성 분석
3. 시장분석 및 양자과학기술 국가별 추진현황
    1) 시장분석
        (1) 국내 기술동향
1.1) 분야별 국내연구 현황
1.2) KISTI의 양자기술 연구현황
1.3) 양자통신 기술동향 및 전망
1.4) 양자컴퓨팅 기술동향 및 전망
1.5) 양자센싱 및 컴퓨팅 시장전망
(2) 경쟁환경
(3) 시장역학 분석
3.1) 촉진요인
3.2) 저해요인
3.3) 기회요인
3.4) 위협요인
3.5) 공급자 협상력 
        (4) 시장분석 및 활용분야
4.1) 시장분석
4.2) 혁신을 가져올 5가지 주요분야
4.2.1) 의약품 및 재료개발
a) 새로운 약물 및 재료설계
b) 질병 진단 및 치료개선
4.2.2) 금융 모델링
a) 투자 포트폴리오 최적화
b) 새로운 금융상품 및 서비스 개발
4.2.3) 물류 및 로봇 공학
a) 공급망 최적화
b) 자율주행 로봇 개발
4.2.4) 인공지능
a) 기계학습 알고리즘 향상
b) 새로운 인공지능 애플리케이션 개발
4.2.5) 암호해독
a) 현재 암호화 시스템 해독
b) 새로운 암호화 시스템 개발
4.3) 양자로 인한 미래산업 변화 방식
4.3.1) 항공우주
4.3.2) 화학
4.3.3) 의료 및 제약
4.3.4) 물류 및 로봇공학
4.3.5) 재무
        (5) 양자 컴퓨팅의 현재상태 및 주요연구 성과
5.1) 현재 상태
5.2) 주요 연구성과
5.2.1) 양자 우월성
5.2.2) 양자 오류 수정
5.2.3) 양자 알고리즘 개발
5.2.4) 양자 하드웨어 발전
        (6) 양자 컴퓨팅의 응용분야
6.1) 신약개발과 생명과학
6.2) 금융 서비스와 경제 모델링
6.3) 최적화 문제해결
6.4) 암호화와 보안
6.5) 인공지능과 머신러닝
    2) 양자과학기술 동향 및 국가별 추진현황
(1) 양자과학기술 선점을 위한 동향
(2) 주요국 추진현황
            2.1) 국외
2.1.1) 미국
2.1.2) 유럽
2.1.3) 중국
2.1.4) 일본
2.2) 국내
4. 주요국 양자정보기술 연구개발 투자정책 
    1) 국외
(1) 미국
(2) 일본
(3) 중국
(4) 유럽
    2) 국내
(1) 양자정보통신 중장기 추진전략(2014)
(2) 양자컴퓨팅 기술개발사업 추진계획(2019)
(3) 양자기술 연구개발 투자전략(2021)
(4) 우수한 ICT 기반 대비 선진국과의 기술격차
    3) 양자정보기술 시사점
(1) 미래시대 게임 체인져, 양자정보기술
(2) 국가 차원의 전략적, 과감한 투자
(3) 높은 ICT인프라와 반도체 역량을 활용한 기회요인 
           

                                                        
Ⅱ. 양자기술 개발동향과 주요국 기술 트렌드 분석

1. 기술정의 및 양자기술 개발동향
    1) 기술정의
    2) 양자기술 개발동향
        (1) 양자통신분야
1.1) 양자통신 기술 개념
1.1.1) 양자암호통신 
1.1.2) 양자 전송
1.1.3) 양자 메모리/중계기 
1.2) 기술개발 동향
1.2.1) 유선 양자 키 분배(QKD) 기술동향
a) BB84 QKD 
b) Two-way(Plug&Play)
c) Ekert
d) BB92
e) DPS
f) SARG04
g) Decoy
h) COW
i) KMB09
j) S09
k) S13
1.2.2) 무선 양자 키 분배 기술동향
a) 고정형 양자 키 분배
b) 드론, 위성 활용 무선 양자 키 분배
1.2.3) 양자 난수 생성기 기술동향
a) 광학 양자 난수 생성기
b) 비광학 양자 난수 생성기 
c) 고속 양자 난수 생성기 구현 
d) 기기 독립적 양자 난수성 확인
1.2.4) 단일 광자 검출기 기술동향
        (2) 양자컴퓨터
2.1) 양자컴퓨터 기술 개념
2.2) 양자컴퓨팅 시스템
2.2.1) 알고리즘 및 검증
2.2.2) 시스템 구축 
2.3) 포스트양자 암호알고리즘(Post-Quantum Cryptography)
2.3.1) 정의 및 분류
2.3.2) Multivariate-based Cryptography
a) 기본 구조
b) 연구 동향
b-1) Mixed field
b-2) Single Field
2.3.3) Code-based Cryptography
a) 개요
b) 분류
  b-1) McElice 알고리즘
  b-2) Modern McElice cryptosystem
  b-3) Niederreiter Cryptosystem
  b-4) MDPC-McEliece
  b-5) Wild McEliece
  b-6) McBits
2.3.4) Lattice-based Cryptography
a) 개요
b) 연구 동향
b-1) Early Results
b-2) Modern Foundations
b-3) Current Works
        (3) 양자센서
3.1) 양자센서 기술개념
3.2) 연구개발 방향
3.2.1) 관성 ･ 중력 
3.2.2) 전 ･ 자기장 
3.2.3) 시간 ･ 주파수 
3.2.4) 광 ･ 이미징 
2. 양자컴퓨팅을 이용한 양자 인공지능 기술동향
    1) 양자컴퓨터
(1) 개발현황
(2) 양자 컴퓨팅 기술
2) 고전 신경망
3) 양지 인공지능 기술동향
(1) 양자 신경망
(2) 양자 신경망의 동작과정
2.1) 데이터 임베딩
2.2) 매개변수화 된 양자회로
2.3) 매개변수 갱신
        (3) 현재 개발된 양자 신경망 모델 및 학습기술
3.1) 양자 서포트 벡터 머신 분류기(QSVC) 
3.2) 양자 컨볼루션 신경망(QCNN) 
3.3) 양자 생성형 적대적 신경망(QGAN)
3.4) 양자 강화학습
3.5) 양자 인코더 
3.6) 양자 전이학습 
3.7) 양자 앙상블 
3.8) 데이터 재업로딩
3. 주요기업 기술개발 동향
    1) 국내외 기업동향
(1) 해외기업
(2) 국내기업 및 연구개발 기관
2.1) 국내기업
2.1.1) SKT
2.1.2) KT
2.1.3) LG 유플러스
2.1.4) 이와이엘(EYL)
2.1.5) 우리로
2.1.6) 코위버
2.1.7) 드림시큐리티
2.2) 연구개발 기관
2.2.1) 대표 연구개발 기관 
a) 한국전자통신연구원(ETRI)
b) 한국표준 과학연구원
c) 퀀텀 정보통신 연구조합
2.2.2) 국내 양자통신 부품 관련 선행연구 사례
    2) 관련기업 동향
        (1) 양자컴퓨팅
1.1) IBM
1.1.1) 사업동향
1.1.2) 기술개발 경쟁 가속화
1.2) 구글
1.2.1) 사업동향
1.2.2) 기술개발 경쟁 가속화
1.3) 인텔
1.3.1) 사업동향
1.3.2) 기술개발 경쟁 가속화
1.4) 리게티
1.5) IonQ
1.6) Quantinuum
1.7) 기타 
1.8) 국내 
(2) 양자통신
2.1) 해외
2.2) 국내 
2.2.1) SKT
2.2.2) KT 
2.2.3) LG 유플러스 
2.2.4) 이와이엘
(3) 양자센싱
4. 양자컴퓨팅 기술트렌드 국가별 분석
    1) 미국
(1) 국가 양자이니셔티브법 이후 10억달러 투입
(2) 양자과학 및 기술협력을 위한 국가 간 파트너십 체결
2.1) AUKUS (호주-영국-미국)
2.2) 호주
2.3) 영국
2.4) 스위스
(3) 중국 양자컴퓨터 위협대응
(4) 미국립표준기술연구소(NIST) - 양자저항암호화를 위한 알고리즘 발표
    2) 중국
(1) 양자컴퓨팅 부문 공적자금 153억달러 이상 투자
(2) 정부의 양자기술 육성정책
(3) IT기업 Baidu의 양자컴퓨터 공개
    3) 유럽
(1) 퀀텀플래그십 - 유럽의 양자컴퓨팅 연구 프로젝트
(2) 최초의 양자컴퓨터 운영을 위한 6개 지역 선정
(3) 양자기술 관련 주요 스타트업
    4) 기타
(1) 영국
1.1) 양자컴퓨팅 우위 점유 추진
1.2) 신흥양자경제를 주도하는 스타트업 혁신
(2) 캐나다
2.1) 양자기술 강국으로 발돋움
2.2) IBM과 최초의 범용 양자컴퓨터를 위해 제휴
(3) 일본
3.1) 2030년까지 양자컴퓨터 사용자 1,000만명 목표
3.2) Mitsui-Quantinuum: 일본 및 아시아 태평양 양자컴퓨팅 시장개
    발 위한 파트너십 체결
   

                                                                 
Ⅲ. 양자기술 국내외 정책 및 투자동향

1. 국내외 정책동향 및 R&D 추진동향
    1) 글로벌
        (1) 미국
1.1) 국가 양자 이니셔티브(NQI) 법
1.2) 양자과학기술 관련정책 추진경과
1.2.1) SCQIS
1.2.2) NQIAC
1.3) 정책동향
1.3.1) 과학우선 접근법
1.3.2) 인력양성
1.3.3) 양자산업과 혁신 생태계
1.3.4) 인프라 구축
1.3.5) 국가안보 및 경제성장
1.3.6) 국제협력 강화
1.4) R&D 예산동향
1.4.1) 국가 양자 이니셔티브가 미국 양자정보기술 생태계의 상
     호작용 촉진
1.4.2) 전체 R&D 예산은「국가 양자 이니셔티브법」 제정 이후
     증가추세
1.4.3) 각 구성영역 및 주요 기관별 중점에 따라 R&D 예산분배
1.5) 주요 R&D 프로그램
1.5.1) 국립표준과학연구소(NIST)
1.5.2) 국립과학재단(NSF)
1.5.3) 에너지부(DOE)
1.5.4) 국방부(DOD)
1.5.5) 항공우주국(NASA)
1.5.6) 국가안보국 물리과학연구소(NSA LPS)
1.5.7) 정보고등연구기획국(IARPA)
(2) EU
(3) 영국
(4) 독일
(5) 프랑스
(6) 캐나다
(7) 중국
(8) 일본
(9) 호주
    2) 국내
        (1) 정책동향
1.1) 양자정보통신 중장기 추진전략(2014) 및 네트워크 구축전략
    (2017) 수립
1.2) 양자암호통신 시범사업 추진(2020~2022) 추진
1.3) 양자기술 연구개발 투자전략(2021) 수립
1.4) 대한민국 양자과학기술 전략발표
1.5)「양자과학기술 및 양자산업 육성에 관한 법률(양자산업법)」국
    회통과
        (2) R&D 동향
2.1) 2019년 이후 양자 전용사업 신설로 예산증가
2.2) 2024년도 양자분야 R&D 투자동향
2.3) 양자 관련 정보통신기획평가원(IITP)의 주요사업
2.4)‘양자과학기술 플래그십 프로젝트’예비타당성 조사 추진
2.4.1) 양자컴퓨팅
2.4.2) 양자통신
2.4.3) 양자센싱
    3) 시사점
(1) 장기적이고 안정적인 투자전략
(2) 우리나라의 강점을 최대화하기 위한 기술개발 및 상용화 전략
(3) 장기적 관점의 고급 인재양성 사업운영
(4) 사업화 및 시장창출까지 고려한 정책적 지원
(5) 공공부문 및 일반 대중의 저변 확대
2. 국내외 투자동향
    1) 국외
        (1) 미국
1.1) 미국 국립과학재단(National Science Foundation, NSF)
1.2) 미국 에너지부(Department of Energy, DOE)
1.3) 미국 표준기술연구소(National Institute of Standards and
    Technology, NIST)
        (2) 유럽
2.1) 양자 플래그십 프로그램
2.2) 양자 플래그십 기술분야별 KPI 성과지표
2.2.1) 양자컴퓨팅 KPI
a) 지표 정의
b) 측정결과
2.2.2) 양자시뮬레이션 KPI
a) 지표 정의
b) 측정결과
2.2.3) 양자통신 KPI
a) 지표 정의
b) 측정결과
2.2.4) 양자센싱 및 계측 KPI
 a) 지표 정의
 b) 측정결과
        (3) 영국
3.1) UK 양자기술 프로그램
3.2) 국가양자기술 프로그램
3.3) 양자산업 프로젝트 
3.4) 국가양자컴퓨팅센터
3.5) 과학혁신기술부 - 국가양자전략
(4) 독일
(5) 프랑스
(6) 캐나다
(7) 중국
(8) 일본
    2) 국내
(1) 주요사업 
1.1) 도전적 원천연구 강화 
1.2) 양자특화 인프라 구축
1.3) 인력양성 및 국제협력
        (2) 과제기준
2.1) 기술별 
2.2) 부처별 
    3) 연구개발 투자 및 성과분석
(1) 미국 연구개발 투자전략 
(2) 일본 연구개발 투자전략 
(3) 한국 연구개발 투자전략 
3.1) 투자전략
3.2) 투자 및 성과분석 
3.2.1) 기술분류 체계 
3.2.2) 정부투자
3.2.3) 글로벌 논문 
3.2.4) 미국 특허
3.2.5) 연구인력 
3. 특허 및 표준화 동향
    1) 특허동향
    2) 표준화 동향
(1) 국외
(2) 국내
 

 

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양자기술 산업 육성을 위한 기술개발 동향과 트렌드 분석 및 추진현황 : 테크포럼

 

 

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