양자기술은 물질의 최소단위인 양자(quantum)가 갖는 물리적 특징인 중첩, 얽힘, 불확정성을 정보처리나 통신에 활용하는 기술이다. 세계적으로 시장규모가 지속적으로 커져 2030년까지 136조원에 이를 것으로 전망되며 각국의 기술패권도 날로 심해지고 있다.
2010년 286건에서 2018년에는 1219건으로 약 4배 증가했고 연평균 19.9%씩 지속적으로 늘어나고 있다. 국가별로 보면, 미국 2223건(33%), 중국 1978건(29%), 유럽 1296건(19%), 일본 665건(10%), 한국 615건(9%) 순으로 미국과 중국에 출원된 건이 전체의 62%를 차지하고 있다.
세부 기술별로는 양자컴퓨팅 2572건, 양자암호통신 2711건, 양자센서 1494건으로 양자컴퓨팅과 보안통신 분야의 출원이 많다. 특히 빅데이터 분석과 인공지능 기술이 부각됨에 따라 꿈의 컴퓨터라고 불리는 양자컴퓨팅 관련 출원이 매년 30%이상씩 가파르게 증가하고 있다.
양자컴퓨팅 분야의 주요 출원인은 IBM(408건, 15.9%), 구글(233건, 9.1%), 노스롭 그루먼(201건, 7.8%), 디웨이브(D-wave)(157건, 6.1%), 마이크로소프트(154건, 5.9%), 인텔(147건, 5.7%) 등으로 전체 출원의 절반 이상을 차지하고 있다.
양자암호통신 분야의 주요 출원인은 도시바(203건, 7.4%), 화웨이(89건, 3.2%), SKT(IDQ)(77건, 2.8%), 알리바바(58건, 2.1%) 등으로 이들 4개 기업이 전체 출원의 15.5%를 차지하고 있다.
국내 특허출원 동향을 살펴보면 최근 10년간 양자컴퓨팅 202건, 양자암호통신은 307건, 양자센서 106건으로, 양자정보기술과 관련된 특허출원이 아직은 많지 않은 것으로 나타났다.
세부 기술별로 국내 출원인이 차지하는 비중을 보면, 양자암호통신 73.2%(225건), 양자컴퓨팅 40.5%(82건), 양자센서 26.4%(28건)로 정부에서 인프라구축을 지원하고 있는 양자암호통신 분야에서 내국인의 출원이 많다.
양자컴퓨팅과 양자센서의 경우에도 2019년부터 정부에서 R&D 예산을 투자해 관련 기술개발을 활성화하고 있으므로 앞으로 이 분야의 국내출원도 많아질 것으로 기대된다.
각 분야별 주요 출원인들을 보면 미국은 양자컴퓨팅 기술에, 중국은 양자암호통신 기술에 더욱 집중하고 있는 것으로 나타났다. 특히 미‧중간 기술패권 경쟁이 부각된 2017년부터 특허 출원이 급증하고 있어 양자정보기술 분야에서의 국가간 기술패권 다툼이 선제적 특허권 확보 경쟁으로 이어지고 있는 것으로 보인다.
양자정보기술의 산업적 활용은 아직 시작단계로, 정부의 본격적인 R&D 투자와 함께 연구기관의 협력을 통해 핵심 기술을 개발하고 특허를 확보해 나간다면 주요국과의 기술격차를 빠르게 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
특허청 인공지능빅데이터심사과 담당 심사관은 “양자정보기술은 가까운 미래에 큰 파급효과를 가져올 기술이라는 점에서, 세계적 IT 기업들은 이미 이 기술에 대한 지식재산을 확보하기 위해 치열한 경쟁을 시작했다”고 밝혔다.