붙임		과제 제안요구서(RFP)

RFP관리번호

2025–양자-지정공모형-05

공모유형

지정공모형

해당여부

□ 국가전략기술 □ 탄소중립 □ 글로벌 R&D □ 미래소재 □ 전략연구사업(MVP)(예정) □ 국방전략기술(예정)

국책연구기획평가전문분야1

PM분야

양자

RB분야

전 분야

RB세부분야

전 분야

국책연구기획평가전문분야2

PM분야

양자

RB분야

전 분야

RB세부분야

전 분야

사업명

양자컴퓨팅서비스및활용체계구축사업

RFP명

양자컴퓨팅서비스및활용체계구축

RFP유형코드

사업목적·내용

성과물 특성

지원대상

보안과제 분류

일반

R

0

-

1

1. 추진배경

□ 양자컴퓨팅 기술 및 활용 관련 글로벌 동향

양자컴퓨팅 기술 생태계의 구심점을 선점하기 위한 주요국 및 핵심 기업 간 경쟁 심화

NISQ 시대에 양자컴퓨터 실용적 활용을 위한 촉매기술로서 클라우드 서비스 및 양자컴퓨터와 HPC 간 상호호환적 운영 기술에 전 세계적 관심 및 경쟁 확대

- 전 세계에서 양자컴퓨팅 분야에 대한 정부 차원의 전략적 투자가 전례 없이 증가하는 추세이며 특히, 활용기술 분야로 투자 집중

- 한편, 미국·유럽 등 양자컴퓨터 기술 선도국은 우호국과의 다양하고 폭넓은 기술 협력 전략을 통해 자국 중심의 기술 결속(기술 블록화) 강화

- 해외 양자컴퓨팅 분야 선도기업은 양자컴퓨터 시제품 공개 및 클라우드 서비스를 운영 중이며 자사 중심의 양자컴퓨팅 기술 생태계 구축에 집중 중

□ 국내 양자컴퓨팅 분야 경쟁력 강화를 위한 기존 정책 지원 현황 및 한계

양자기술 후발국인 우리나라는 꾸준히 투자를 해온 선도국 대비 양자컴퓨팅 기술 수준이 낮고, 급증하는 양자 이특 탐색 및 활용 사례 실증 수요를 지원할 양자컴퓨팅 서비스 기반 부족

- 우리나라는 2018년부터 본격적으로 양자컴퓨터 육성정책을 추진한 후발 추격국으로 선도국 대비 양자컴퓨팅 기술 수준 및 서비스 기반에 격차 존재

- 국내 연구자는 양자컴퓨팅 활용 연구에 전적으로 해외 클라우드 서비스를 이용 중으로 연구 수행의 시간·경제적 효율성 저하 및 데이터 유출 우려

□ 사업 추진 필요성

양자선도국과 기술격차를 해소하기 위해 국내에 클라우드 서비스가 가능한 양자컴퓨터를 국내에 도입하여,
(1) 애플리케이션 등 실제 활용기술 개발을 촉진하고,
(2) 하이브리드 양자-HPC 환경의 운영 경험 확보하는 것이 필수적임

양자 하드웨어 분야는 후발 추격형 R&D에 집중하고 있으나, 소프트웨어 분야는 글로벌 각축이 예상되는 초기시장으로 선제적 투자 동한 신격차 확보 기회 유효

제조·바이오 등 국가 성장 주도 산업, 국방 등 양자컴퓨팅 활용 유망 분야의 성장을 안정적으로 지원하기 위한 독자적인 양자컴퓨팅 운영 및 서비스 체계 구축 필요

단기적으로 양자이득 실증 등 초기 브릿지(Bridge)형 기술 개발에 양질의 성과를 확보하기 위해 세계 선도 수준의 양자컴퓨팅 인프라에 대한 국내 접근성 향상 지원 필요

2. 연구개발목표

□ 최종 목표 : 세계 선도 수준의 양자컴퓨터 시스템 구축을 통한 국내 산‧학‧연 대상 양자컴퓨팅 서비스 제공 및 활용 확산을 위한 서비스 지원체계 확립

산업적으로 의미 있는 수준의 양자컴퓨팅 어플리케이션 구동이 가능한 양자컴퓨터 시스템 구축 및 클라우드 서비스 제공

양자컴퓨팅 서비스 정책 및 활용지원체계 확립을 통한 양자컴퓨팅 활용 사례 및 저변 확대

양자컴퓨팅 서비스 기술 및 활용 역량 내재화를 위한 자체 서비스 플랫폼 및 HPC-QC 하이브리드 기술 확보

□ 단계별 목표

1단계(‘25∼‘26)	양자컴퓨팅 인프라 구축 및 사용자 서비스 체계 확립 세계 선도 수준의 양자컴퓨터 시스템 도입 및 안정적 운영체계 확립 ※ 도입 예정인 양자컴퓨터 시스템은 50개 이상의 큐비트를 가지고, 범용 게이트 구현이 가능한 양자컴퓨터일 것 양자컴퓨터와 고성능컴퓨팅 시스템 간 하이브리드 실행환경 개발 양자컴퓨팅 서비스 플랫폼 개발 및 적용 양자컴퓨팅 서비스 정책 및 활용지원체계 확립
2단계(‘27∼‘28)	양자컴퓨팅 서비스 지원 확대 및 활용 확산 국내 산‧학‧연 연구자 대상 안정적 양자컴퓨팅 서비스 제공 양자컴퓨팅 서비스 플랫폼 고도화 개발 양자 알고리즘 개발 및 검증 지원 양자컴퓨팅 서비스 사용자 확대

3. 연구개발내용 및 성과목표

□ 연구개발내용

검증된 세계 선도 수준의 양자컴퓨터 시스템 도입 및 안정적 운영

- 세계 선도 수준의 양자컴퓨터 하드웨어 구매를 통한 국내 구축 및 안정적 운영체계 수립

※ 과제 제안 시, 양자컴퓨터 하드웨어 도입부터 운영 및 서비스체계 구축에 관한 해외 사례 및 벤치마킹 모델 조사 결과를 포함해야 함

※ 목표 시스템의 모델 및 구축 일정, 서비스 계획 등을 구체적으로 제시하되, 주관기관 등 국내 참여기관 소유권 확보 방안을 제시해야 함

- 안정적인 양자컴퓨터 운영 기반시설(공간, 냉각, 전력 등) 조성 및 관리

- 구축되는 온프레미스(On-premise) 양자컴퓨터 이외 주요 양자컴퓨터 클라우드 서비스* 임차 및 제공

* IBM, IonQ, Pasqal 등 『양자정보과학 인적기반 조성사업』에서 지원하는 클라우드 서비스 참고

- 양자컴퓨터 공급업체와 협업을 통해 양자컴퓨팅 시스템 운영 전문인력 교육 훈련 및 자체 운영 역량 확보

양자컴퓨터와 고성능컴퓨팅 시스템 간 하이브리드 실행 환경 개발

- 100Gb/s급 이상 고성능 네트워크 기반으로 HPC*와 본 사업에서 구축하는 양자컴퓨터 간 통합 환경 구축 및 하이브리드 컴퓨팅 서비스 제공

* HPC(High-Performance Computing)은 대규모 연산을 빠르게 수행하기 위한 고성능 컴퓨팅 환경으로서, 전통적인 슈퍼컴퓨터뿐만 아니라 GPU 가속 시스템이나 클러스터 컴퓨터 등 다양한 형태의 자원을 모두 포함함

※ 통합 환경을 위한 HPC 시스템의 사양 및 성능 등을 구체적으로 제시

- HPC-QC 하이브리드 컴퓨팅 실행 기능 개발 및 클라우드 플랫폼 기능으로 적용

- 고전 컴퓨터 기반 양자 에뮬레이터 서비스 구축 및 사용자 서비스 제공

※ 국내에서 개발한 양자에뮬레이터·SW 활용

- HPC-QC 하이브리드 환경에서의 다양한 계산과학 분야 양자 알고리즘 성능 최적화

양자컴퓨팅 클라우드 서비스(Quantum as a Service) 플랫폼 개발

- 양자컴퓨터‧HPC‧양자에뮬레이터 통합 서비스 제공을 위한 양자컴퓨팅인프라서비스 (Quantum Infra as a Service(IaaS)) 플랫폼 개발

※ 『양자컴퓨팅 연구인프라 구축사업』 및 『양자과학기술 플래그십 프로젝트』 등에서 개발하는 양자컴퓨터의 연동을 통한 클라우드 서비스가 가능한 확장성 있는 아키텍쳐 제안

- 클라우드 기반의 양자컴퓨팅 애플리케이션 개발 환경(Quantum Platform as a Service(PaaS)) 개발

※ 양자컴퓨터 기반의 클라우드 서비스 플랫폼 개발 시 필요한 하드웨어 및 시스템 소프트웨어* 접근 권한을 공급 기업으로부터 확보 시 선정평가 우대
* 시스템 소프트웨어 : 클라우드 시스템 개발, middleware 개발 등에 필요한 소프트웨어

- 양자컴퓨팅 알고리즘‧애플리케이션 공유 및 활용을 위한 마켓 플레이스 개념의 SW 서비스 환경(Quantum Software as a Service(SaaS)) 개발

양자컴퓨팅 서비스 정책 및 활용지원체계 확립

- 양자컴퓨터 활용 과제 선정 프로그램 및 자원 배분 정책 수립하여 운영

- 사용자 교육‧상담‧공동연구 등을 위한 사용자 지원센터 구축 및 운영

※ 사용자 지원센터는 지원 대상 사용자 접근성을 우선 고려하고 지원인력 확보 방안을 제시해야 함

- 사용자 교육 및 기술지원 프로그램 구성 및 운영

- 양자컴퓨팅 이용 커뮤니티 확대 및 활성화를 위한 프로그램 구성 및 운영

- 유저가 손쉽게 양자컴퓨터를 활용할 수 있도록 실제 활용 튜토리얼을 제작하여 공개

□ 핵심 성과목표

1단계(‘25∼‘26)	세계 선도 수준 양자컴퓨팅 국내 인프라 설치 양자컴퓨터 내 큐비트 수 50개 이상, 범용 게이트 구현 가능 (단일 큐비트 충실도 99.9% 이상, 얽힘게이트 충실도 99% 이상) 양자컴퓨터‧HPC‧양자에뮬레이터 계산환경 각 1기 연동 및 통합 환경 구축 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼 서비스 구축 양자컴퓨팅 사용자 프로그램 제공 및 사용자 확보(10개 기관 이상)
2단계(‘27∼‘28)	양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼 서비스 제공 양자컴퓨팅 활용 연구성과 및 활용지원 10건 이상 확보 - 활용 연구성과 예시 : SCI 논문, 특허 등 - 활용 지원 예시 : 국가R&D 과제 수행 지원, 산업계 제품 개발 지원 등 실습형 교육 프로그램 연 2회 이상 개최 활용 성과 및 사례 공유 네트워킹 행사 연 1회 이상 개최 유저 중심의 양자컴퓨팅 활용 튜토리얼 3건 이상 제작 및 공개

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간: ’25년 ∼ ’28년(총 4년, 2+2)

ㅇ 정부지원연구개발비: 482억원(‘25년도 58.5억원, 9개월분)

구분	1단계		2단계		합계
	‘25년도	‘26년도	‘27년도	‘28년도
예산(백만원)	5,850	15,330	13,610	13,410	48,200

ㅇ 과제형태: (일반)연구개발과제

ㅇ 주관연구개발기관: 대학/출연(연)/기업부설연구소/산업체 등

ㅇ 기술료 징수여부: 징수

5. 특기사항

ㅇ 전담인력을 포함한 사무국과 운영위원회를 운영하여 사업의 공익성을 추구하고 효율적으로 추진‧관리할 수 있는 사업단 체계를 구축해야 함

ㅇ 주관기관 총괄책임자는 사업수행‧관리 역량을 갖춘 전문가로서 대형 연구장비 인프라 서비스에 관한 경험과 역량을 갖출 것

※ 주관기관 내에 사업을 책임지고 수행하는 전담조직 설치‧운영

ㅇ 인프라 구축‧운영, 하이브리드 컴퓨팅 환경, 사용자 서비스 플랫폼, 사용자 지원체계 등 각 단위 과제가 효과적이고 유기적으로 진행될 수 있도록 전체 사업 운영체계를 설계하고, 단위 과제 간 원활한 커뮤니케이션 채널 구축 필요

ㅇ 양자컴퓨팅 인프라 구축에 있어 사업단이 양자컴퓨터를 보유하고 직접 운영할 수 있어야 함

※ 양자컴퓨터 운영 전문인력 양성을 통해 HW 및 운영환경에 대한 독자적 관리체계를 달성할 것

ㅇ 도입된 양자컴퓨터 활용데이터 관리를 위한 국내 서버 구축 필요

- 활용데이터 해외 유출 가능성에 대한 보안 계획 등 관리 방안 마련 필요

ㅇ 주관기관이 주관하는 1개 단위과제로 구성하고, 외부 기관·연구자는 수행 역할 등에 따라 공동연구 또는 위탁연구 형태로 참여(연구비는 연구재단에서 공동연구·위탁연구 기관에 직접 집행 가능)

※ 연구개발혁신법에 따라 과제 연구개발계획서 및 평가 등은 단일체계로 진행

ㅇ 양자컴퓨터 공급업체는 공동연구 기관으로 참여할 수 없으며, 제시한 연구계획서에 따라 과제 기간 중 공급 및 유지보수 계약을 체결할 것

ㅇ 간접경비는 총사업비의 10% 이내로 편성(공동연구기관․위탁연구기관 일괄 적용)

※ 대학의 경우 간접비의 50% 이상을 동 사업에 재투자