유럽, 양자 기술 상용화 본격 추진

최근 미국과 중국을 중심으로 양자 기술 개발 경쟁이 가속화되는 가운데, 유럽 역시 이를 미래 전략 산업으로 육성하며 본격적인 상용화 단계에 진입하고 있다. 특히 양자 컴퓨팅(Quantum Computing)과 양자 센싱(Quantum Sensing) 분야에서 산업 실증 확대와 민간 투자 증가가 두드러지며, 독일·영국·프랑스를 중심으로 한 기술 선도 움직임이 지속되고 있다.

McKinsey의 최신 보고서에 따르면, 글로벌 양자 기술 시장은 향후 10년간 최대 2조 달러 규모의 경제적 가치를 창출할 것으로 전망된다. 특히 2024~2025년은 오류 수정 기술의 진보와 Q-Day 보안 이슈를 중심으로 기업과 정부의 투자가 집중되는 시기로 평가된다.

<2025년 국가별 양자기술 투자 분포>

[자료: QURECA]

실제로 2023년 기준 유럽 양자 산업 시장 규모는 약 14억 5000만 달러에 달하며, 이 중 양자 컴퓨팅이 약 74%를 차지해 핵심 기술로 자리매김하고 있다. 유럽 각국은 산업 현장에서의 기술 적용을 빠르게 확대하고 있으며, 산업용 AI, 최적화, 시뮬레이션 등에 활용되는 양자 컴퓨팅과 헬스케어, 국방, 정밀 제조 등 고정밀 수요 분야에서 주목받는 양자 센싱이 특히 주목받고 있다.

이 가운데 독일은 프라운호퍼(Fraunhofer), 독일우주항공센터(DLR), 율리히 연구소(Forschungszentrum Jülich) 등 주요 연구 기관을 중심으로 포토닉 기반 센서, 자기장 센서, 양자 키 분배(QKD) 기술 개발에 집중하고 있으며, 산업 현장 적용 및 기술 상용화에 박차를 가하고 있다.

유럽 양자산업의 기술 분야별 개발 트렌드

최근 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 서비스(QCaaS: Quantum Computing as a Service)에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있다. Google, IBM, AWS 등 글로벌 클라우드 서비스 제공업체들이 자사의 양자 하드웨어에 대한 원격 접근을 상용화하면서, 산업계와 연구 기관이 실제 환경에서 양자 알고리즘을 실험할 수 있는 기반이 마련됐기 때문이다. 이러한 클라우드 서비스는 특히 고가의 양자 하드웨어를 직접 보유하기 어려운 중소기업 및 학계에 실질적인 대안을 제공하고 있다.

기존에는 양자 하드웨어 개발 역량을 보유한 소수의 대형 기술 기업들이 시장을 주도해 왔으나, 최근에는 소프트웨어 및 알고리즘 중심의 중소 기술 기업들이 생태계 내에서 점차 존재감을 확대하고 있다. 특히 최적화, 머신 러닝(Machine Learning), 시뮬레이션 등 특정 산업에 특화된 알고리즘을 개발하고, 이를 상용 하드웨어와 결합할 수 있는 역량을 갖춘 기업들이 산업계의 주목을 받고 있다.

지식재산권(IP) 측면에서도 성장세가 두드러진다. 유럽 특허청(EPO)에 따르면, 유럽 내 양자 기술 관련 특허 등록은 연평균 13% 이상 증가하고 있으며, 이는 기술의 상용화와 산업 적용이 본격화하고 있음을 보여주는 지표로 해석된다.

<2022~2024년 유럽 양자 컴퓨팅 특허등록 건수 추이>

(단위: 건)

[자료: European Patent Office]

유럽에서 주목받는 4대 양자 기술 수요 산업

유럽에서는 양자 기술의 활용이 산업별로 구체화하고 있으며, 특히 화학소재, 금융, 물류, 헬스케어 등 4대 분야에서 활발한 적용이 이뤄지고 있다.

1) 화학소재 산업 – 분자 시뮬레이션 기반 신소재·신약 개발

화학소재 산업에서는 양자 컴퓨터를 활용한 분자 시뮬레이션 기술이 신약 개발 및 고기능성 신소재 개발에 적용되고 있다. 복잡한 분자 간 상호작용을 계산하는 데 있어 양자 컴퓨터는 기존 슈퍼컴퓨터보다 높은 계산 효율성을 보이는 것으로 평가되며, 유럽의 주요 제약 및 소재 기업들이 해당 기술 도입을 추진하고 있다.

2) 금융 산업 – 포트폴리오 최적화 및 리스크 예측

금융 산업에서는 위험 예측, 포트폴리오 최적화, 대규모 데이터 기반 알고리즘 분석 분야에서 양자 알고리즘의 잠재력이 주목받고 있다. 유럽 내 주요 은행 및 핀테크 기업들은 양자 기반 최적화 기술을 시범 적용 중이며, 클라우드 기반 QCaaS 솔루션을 활용한 알고리즘 테스트도 병행하고 있다.

3) 물류·공급망 – 경로 최적화 및 운영 효율화

물류 및 공급망 분야에서는 경로 최적화, 창고 운영 효율화, 물류 흐름 예측 등에 양자 기술이 적용되고 있다. 글로벌 유통 기업들은 양자 컴퓨팅을 활용한 공급망 시뮬레이션 PoC(Proof of Concept, 기술개념 검증)를 진행 중이며, 향후 대규모 실증으로 이어질 가능성도 높다.

4) 헬스케어 – 고정밀 진단 장비 및 바이오 센싱

헬스케어 분야에서는 양자 센서의 높은 민감도와 정밀도를 기반으로 진단 장비의 고도화가 이루어지고 있다. 자기장 센서를 활용한 뇌파 진단, 양자 기반 MRI 기술, 정밀 바이오센싱 장비 등에 대한 연구 및 실증이 활발히 진행 중이며, 유럽의 병원과 의료기기 제조사들이 실증 파트너로 참여하고 있다.

주요 기업 및 연구 기관 현황

유럽의 양자 산업 생태계는 국가별로 특화된 기술과 전문성을 보유한 기업 및 연구 기관을 중심으로 점차 확장되고 있다. 프랑스의 파스칼(Pasqal)은 원자 배열 기반 양자 컴퓨터 개발에 강점이 있는 기업으로, 양자 시뮬레이션 분야에서 활발히 활동하고 있으며 유럽 내 다수의 공동 연구 프로젝트에 참여하고 있다. 스위스의 큐나미(Qnami)는 양자 자기장 센서를 상용화한 선도 기업으로, 해당 기술은 의료 진단, 반도체 결함 분석, 고정밀 자율주행 센서 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 

핀란드의 IQM은 공공 연구 기관 대상 양자 컴퓨팅 PoC 프로젝트를 다수 수행해 왔으며, 유럽 내 양자 하드웨어 시장에서 빠르게 점유율을 확대하고 있다. 독일의 프라운호퍼 IAF(Fraunhofer IAF)는 광학 기반 양자 소재, 센서, 시스템 통합 기술에 강점을 보유하고 있으며, 다수의 스타트업 및 대기업과 공동 실증 프로젝트를 운영 중이다. 이 외에도 독일 내에는 DLR, 윌리히 연구소(Forschungszentrum Jülich) 등을 포함한 다양한 공공 연구 기관과 민간 기업들이 양자 기술의 상용화를 위한 기술 개발 및 실증에 힘쓰고 있다.

<유럽 내 주요 양자산업 기관 및 기업>

[자료: KOTRA 뮌헨무역관 자체 조사]

한편, 양자컴퓨팅 생태계는 장비 및 부품, 하드웨어, 소프트웨어, 그리고 서비스 분야까지 서로 긴밀히 연결돼 발전하고 있는 것이 특징이다. 이러한 구조 속에서 우리 기업은 각 기술 영역별 유럽 파트너와의 협업을 통해 상호 보완적인 기술 파트너십을 구성하고, 글로벌 시장 진출의 전략적 기반을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

< 양자기술 산업의 밸류체인(Value Chain) 개관 >

[자료: McKinsey, KOTRA 뮌헨무역관 한글 요약]

수요층 및 신규 협력 가능성

독일 양자 기술 클러스터 관계자이자 프라운호퍼 응용고체물리연구소(Fraunhofer IAF)의 프로젝트 담당자인 마티아스 브라운 박사(Dr. Matthias Braun)는 KOTRA 뮌헨무역관과의 인터뷰에서 한국 기업과의 협업 가능성에 대해 매우 긍정적으로 평가했다. 그는 특히 한국의 반도체 및 센서 정밀 기술 수준이 높아, 유럽의 양자 센싱 장비 개발에 있어 우수한 파트너가 될 수 있다고 언급했다.

프라운호퍼 연구소는 지난해 한국의 이와이엘(EYL Inc.과 함께 양자 키 분배(QKD) 모듈에 대한 개념 검증(Proof of Concept)을 진행했으며, 현재는 독일 국방 기술 응용 분야와의 연계 가능성도 테스트 중이다. 브라운 박사는 향후 EUREKA, Horizon Europe(HEU) 등 공동연구 프로그램을 통해 한국의 스타트업 및 중소기업과의 협력 프로젝트를 확대할 계획이라고 밝혔다. 그는 또한 독일 내 양자 클러스터는 실증 기반 기술 검증을 중시하며, 기술 역량 중심의 파트너에게 항상 열려 있다는 점을 강조했다.

이처럼 한국 기업은 기술 PoC(개념 검증), 알고리즘 최적화, 보안 통신 솔루션 분야에서 독일의 연구 기관 및 중견 제조기업들과 실질적인 협력 기회를 모색할 수 있다. 이는 최근 유럽의 중견 제조업체들이 센서 및 통신 관련 양자 기술을 PoC 형태로 검증하려는 움직임이나, 한국 스타트업의 알고리즘 및 부품 기술에 대해 유럽 VC들이 높은 관심을 보이는 점에서도 확인할 수 있다.

<한국의 주요 양자 관련 기업 리스트 요약>

* 주: KOTRA 양자기술 DB 및 양자정보과학협의회(QIK) 정보 기준

[자료: KOTRA 뮌헨무역관 자체 조사]

시사점

독일과 유럽의 양자 기술 시장은 ‘실증 중심 협력 모델’을 핵심 가치로 삼고 있다. 따라서, 우리 기업이 유럽 시장에 진입하기 위해서는 기술의 신뢰성을 입증하고, 초기 단계에서 실증 기회를 확보하는 것이 매우 중요하다.

이를 위해 국내 기업은 유럽 내 벤처캐피털(VC) 데이터 분석을 기반으로 기술 매칭을 추진하고, Horizon Europe (HEU), EUREKA 등 유럽 공동 연구 과제를 적극 활용해 진입 장벽을 전략적으로 낮출 필요가 있다. HEU(Horizon Europe)는 EU가 주관하는 최대 규모의 연구·혁신 프레임워크 프로그램(2021~2027)이며, EUREKA는 45개국 이상이 참여하는 정부 간 국제 공동 기술개발 프로그램이다. 아울러 EU Horizon 2020뿐 아니라 국내 해외 공동 R&D 자금을 연계해 양자 기술 실증 사업을 추진하는 방안도 고려할 수 있다. 

한국은 반도체 및 IT 인프라와 신속한 R&D 수행 능력을 보유하고 있으며, 독일은 다양한 양자 하드웨어 플랫폼, 슈퍼컴퓨터 인프라, 강력한 산업 네트워크를 갖추고 있다. 이러한 양국 간 협력은 상호보완적인 이익을 창출할 수 있는 구조를 형성한다. 기업 차원에서는 SDT, 노르마, 메가존클라우드, 오리엔텀 등 국내 기업들이 독일의 eleQtron, planqc, Q.ANT, HQS, ADVA, QBN 등과 협력해 양자 하드웨어·소프트웨어 개발, PQC 기반 보안 기술, 하이브리드 양자-슈퍼컴퓨팅 플랫폼 구축 등을 공동 추진할 수 있다.

공공 차원에서는 EU-Korea Digital Partnership 프로그램을 적극 활용해 공동 연구개발, 인력 교류, 시범 프로젝트 등을 확대함으로써 협력 기반을 더욱 공고히 해야 한다. 이러한 전략적 접근은 한국 기업의 유럽 내 지속 가능한 수익 창출과 글로벌 기술 경쟁력 제고에 이바지할 수 있을 것이다.

자료: QURECA – Quantum Initiatives Worldwide, European Patent Office – Quantum Patent Trends, McKinsey Quantum Market Report, Fraunhofer IAF 공식 홈페이지, Forschungszentrum Jülich Quantum Projects, EU, The Quantum Insider, Gauss-Allianz e.V., KERC(한-EU 연구협력센터), Quantum Technology & Application Consortium (QUTAC), QBN (Quantum Business Network), Max Planck Quantum Alliance, 독일 연방교육연구부(BMBF) Quantum Technologies, 독일 연방정부 “Quantum Technologies Action Plan”  양자정보과학협의회(QIK), KOTRA 뮌헨무역관 종합