- OurCrowd가 전망하는 미래 기술 트렌드 -

- 주요 기술 트렌드를 선도하는 이스라엘 스타트업 -

4차 산업혁명으로 촉발된 기술 혁신은 이제 우리의 일상 깊숙한 곳까지 변화시키는 단계에 접어들었고, 그동안 당연하게 생각했던 수많은 것들이 전에 없던 새로운 개념과 방법으로 대체되고 있다. 하이테크 산업의 메카 이스라엘은 올 한 해 배양육류(푸드 테크놀로지), BCI(두뇌 공학), 자율주행, 인공지능(AI), 다크웹(사이버보안), 헬스 테크놀로지, 협동 로봇(로봇공학), 혁신 소재, 양자 컴퓨팅의 기술 분야에서 집중적인 변화가 일어날 것으로 전망한다.

가까운 미래에 파괴적 혁신이 일어날 수 있는 분야는 어디인가?

지난 2월 13일 예루살렘 국제 컨벤션센터에서는 ‘2020년을 선도할 10대 기술 트렌드, 그 너머’ 라는 주제로 OurCrowd Global Investor Summit이 개최되었다. 중동 최대의 스타트업 이벤트이자 이스라엘 역사상 가장 큰 비즈니스 이벤트였던 올해의 Summit은 22개의 아랍 또는 무슬림 국가를 포함하여 183개국에서 23,000명의 관람객이 방문했다. 역대 최대 규모의 행사였던 만큼 당일 행사에는 총 34개의 주제별 세션이 마련되었으며, 이스라엘을 포함해서 각 국의 분야별 전문가 231명이 연사로 참가했다. OurCrowd의 CEO 존 메드베드(Jon Medved)는 개회사를 통해 ‘다가오는 10년은 포효하는 20대 청년의 질풍노도와 같을 것’이라며 폭풍 성장에 대한 기대감을 드러냈다. 이 자리에서 OurCrowd 선임 파트너인 엘리 니르(Eli Nir)와 OurCrowd 파트너이자 심화 기술(Deep tech) 인큐베이터 Labs/02의 부사장인 스타브 에레즈(Stav Erez)는 앞으로 10년 동안 우리의 삶을 변화시키게 될 기술 트렌드를 소개하고 전망을 제시했다.

1. 인공 배양육류(Lab Meat, Lab-based meat, Lab-grown meat, Cell-cultured Meat, Cell meat)

현재 육류 및 해산물에 대한 전 세계 수요는 사상 최고 수준이다. 육류 생산의 경우, 지난 6년 동안 5배 가까이 증가하면서 환경에 대한 부정적 영향이 높아졌고, 동물 남획과 학대, 가축 질병 확산 등 축산업의 폐해도 현저히 늘었다. 많은 전문가들은 기존의 축산 방식으로 급증하는 수요를 감당하기엔 한계에 이르렀다고 지적한다.

그 대안으로 떠오르고 있는 것이 바로 Lab Meat, 인공 배양육류이다. 전통 축산업을 바이오산업 관점에서 재해석한 영역으로 최근 식량 안보와 함께 주목을 받기 시작했다. Lab Meat는 살아있는 가축의 줄기세포(Stem Cell)를 추출한 후, 인공적인 영양 부유환경(Nutrient-Rich Environment)에서 원하는 질감과 형태가 나올 때까지 반복적으로 배양함으로써 얻어진다. 2013년 네덜란드의 한 대학 실험실에서 티슈 배양으로 만든 Lab-Grown 햄버거가 시초로 알려져 있다. 당시 생산비(연구비 포함)는 배양육류 파운드(lb) 당 120만 달러에 달할 정도로 천문학적인 수준이었으나, 최근에는 관련 기술의 발달로 이스라엘에서는 파운드(약 0.45kg) 당 100달러, 미국 회사들은 50달러에 생산이 가능한 수준에 이르렀고 맛은 점점 더 실제 고기와 흡사해지고 있다.

이스라엘에는 250여 개의 스타트업들이 Food Tech 분야에서 활발하게 활동하고 있으며, Lab Meat 분야에서는 동물 세포를 활용한 생물 반응기로 육류와 해산물을 재배하는 Aleph Farms가 대표 주자이다. 이곳에서 생산된 스테이크는 맛과 향, 질감 면에서 실제 소고기와 흡사한 것으로 유명하다. Aleph Farms는 가까운 장래에 제품 상용화를 이룬다는 목표로 개발에 박차를 가하고 있다.

2. 뇌 컴퓨터 인터페이스 (Brain Computer Interface, BCI)

기계는 약 200년 동안 발전해 온 반면, 인간의 뇌는 수백만 년 동안 진화를 거듭해 왔다. 최근의 4차 산업혁명은 인간 두뇌와 외부 장치와의 통신이라는 새로운 화두를 제시했는데, 뇌 컴퓨터 인터페이스(Brain Computer Interface, BCI) 혹은 뇌-기계 인터페이스(Brain-Machine Interface, BMI)로 일컬어지는 분야이다.

BCI는 사람의 두뇌 작동 원리와 컴퓨터 언어의 구조가 유사하다는 전제하에, 뇌의 시냅스와 뉴런이 수행하는 기능을 컴퓨터 연산으로 변환하는 기술이다. 쉽게 얘기해, 텔레파시처럼 생각만으로 기계를 조정할 수 있도록 하는 것이다. 게임을 할 때 조이스틱이나 키보드 등을 통해 기계를 조작하는 것처럼, 뇌의 신호를 이용해 기계를 작동시키는 원리이다. BCI를 통해 기계를 움직이기 위해서는 두피에 직접 생체 신호를 감지할 수 있는 기기를 부착하고, 뇌에서 발생하는 신경생리신호를 컴퓨터로 전달한다. 이때 컴퓨터는 뉴럴 디코딩 알고리즘 (Neural Decoding Algorithm; 뇌에서 발생한 생체신호를 분석해 사용자의 의도를 파악하고, 이를 기계에 명령을 내릴 수 있는 언어로 풀어내는 것)을 통해 사용자의 의도를 기계에 전달하고, 기계는 이에 따라 사용자의 명령을 수행한다. 즉, BCI 시스템 환경에서 인간의 두뇌는 원격 조정기(Remote Control)의 역할을, 인간의 생각은 원격 조정기에서 전송되는 신호(Signal)의 역할을 담당하게 되는 것이다. 처음에는 청각이나 시각 등의 신경 대체 기술로 개발됐던 영역이었으나, 최근에는 증강현실 등과 결합하여 선천적 장애 혹은 외상 등의 이유로 신체를 자유롭게 움직이는 데 어려움을 겪는 사람들의 불편함을 해소하고, 원활한 의사소통을 돕는 방향으로 진화하고 있다. 이미 1960년대부터 동물 대상 실험을 해왔으며, 최근에는 인간을 대상으로 한 실험도 활발하다. 영화 Iron Man의 실제 모델로 알려진 Elon Musk(Tesla CEO)가 개발 중인 Neuralink는 뇌-기계 인터페이스를 인간에 이식하기 위한 용도로 알려져 있다.

이스라엘에서는 스타트업 CorrActions이 인간의 신체에 고통을 가하지 않는 비침습적 방법으로 인간-기계 인터페이스의 치명적인 오류를 방지할 수 있도록 하는 플러그 앤 플레이 SaaS(Software as a Service; 서비스형 소트프웨어) 플랫폼을 개발하고 있다. 이 소프트웨어는 뇌에서 오류를 감지하는 최초 신호와 사람의 손짓을 해독하고, 우리 몸이 뇌에서 신호를 받는 것보다 빠르게 실시간으로 작용하여 오류를 방지하는 데 도움을 준다.

3. 자율주행(Autonomous Driving vehicle)

불과 2년 전만 해도 대다수의 자동차 기술 기업과 전문가들은 2020년에 완전 자율주행차가 출시되고, 2023년이 되면 자율 주행 차량이 보편화될 것이라고 예측했다. 자율 주행이 교통혼잡을 해소하고, 교통사고를 획기적으로 줄임과 동시에 운전에 어려움을 겪는 사람들에게 큰 도움을 줄 것이라는 기대도 있었다. 그러나 막상 현실이 된 2020년의 모습은 업계의 예상과는 사뭇 다르다. 자율주행 테스트 과정에서 수 차례 발생한 운전자와 보행자 관련 사고는 기본적인 시스템 안전성에 의구심을 불러일으켰고, 막연한 기대로 자율 주행을 반겼던 수많은 사람들에게 부정적인 선입견을 안겨주는 결과를 초래했다. 결국, 자율 주행을 옹호했던 낙관론자들도 달라진 주변의 시선과 현실을 직시할 수 밖에 없는 상황이 되었다.

자율 주행이 상용화되려면 적어도 사람과 비슷한 수준의 반응 속도와 정확성을 갖춰야 하고, 무엇보다 승객과 보행자의 안전을 담보할 수 있어야 한다. 그 때 비로소 자율 주행이 인간 운전자만큼 안전하다는 사회적 공감대를 얻을 수 있게 된다. 그러나 아직 도로 주행 테스트조차 쉽게 넘어서지 못하고 있는 업계의 현실은 완전 자율주행 차량 출시의 타임 라인을 조금 더 먼 미래로 옮겨 놓았다. 이제 자율주행 도입 경쟁은 단거리 경주에서 장거리 마라톤으로 그 양상이 변화됐고, 해결책을 찾기 위한 자동차 업계와 스타트업들은 바야흐로 새로운 여정을 시작하게 되었다.

이스라엘은 모빌아이(Mobileye), 웨이즈(Waza) 등 굴지의 스타트업을 배출한 자율주행 강국답게, 현재 약 84개의 스타트업들이 이 분야에서 활약하고 있다. 대표적으로 Cartica 및 Brodmann17은 AI 기술을 활용한 사전 위험 감지에, Viziblezone은 스마트폰 위치 센서를 활용한 보행자 보호에 각각 주력하고 있다.

4. 인공지능(Artificial Intelligence, AI)

1965년 미국 페어차일드 반도체 Fairchild Semiconductor사의 연구원으로 있던 고든 무어(Gordon Moore)는 마이크로칩 제작 기술이 빠르게 발전하여 칩 성능(칩에 저장할 수 있는 데이터의 용량)이 18개월마다 2배가 될 것이라고 예측했고(1975년에 성능 향상 주기를 24개월로 수정), 이는 ‘무어의 법칙’이라 불리며 수십 년 동안 반도체 산업의 발전 속도를 정확하게 예측하는 이정표로 자리매김 해왔다. 그러나, 인공지능(Artificial Intelligence, AI)의 발달은 기존 프로세서의 개발 속도를 획기적으로 가속했고, 2012년 이후 집적회로의 성능이 3.5개월마다 두 배가 되는 결과를 낳았다. 결국, 무어의 법칙은 인공지능이 인간 사고의 한계를 뛰어넘을 수 있다는 것을 보여준 본보기로 전락해 버렸다. 이후, 다양한 방면에서 인공지능을 활용하려는 시도가 이어지고 있고, 점차 그 영역도 확장되는 추세이다. 특히, AI는 다른 모든 기술 분야에 포괄적인 영향을 미칠 정도로 그 파급이 큰 영역이어서 지속적인 성장이 기대되는 분야이다.

독일 온라인 통계 포털 Statista 자료에 따르면, 이스라엘에는 2019년 기준 362개의 AI 관련 스타트업이 있으며, 규모면에서는 미국, 중국에 이어 세계 3위에 해당한다. 대표적인 스타트업 Hailo는 라우터, 스위치, 통합 접속 장치(IAD; Integrated Access Device) 등 종단 장치(Edge Device)용 딥 러닝(Deep Learning) 프로세서를 개발하고 있다.

5. 다크웹 (Dark Web) 위협 대응

인터넷 웹(망)은 정보의 색인 가능성을 기준으로 크게 표면과 심층의 2가지 유형으로 구분된다. 우리가 흔히 구글, 네이버와 같은 검색엔진이나 익스플로러, 크롬 등의 브라우저를 통해 접근할 수 있는 월드와이드웹(World Wide Web, WWW) 영역이 바로 표면웹(Surface Web)에 해당된다. 이에 대별되는 개념으로, 검색엔진으로 검색할 수 없는 모든 웹 페이지를 가리켜 심층웹(Deep Web)이라 부른다. 전체 웹 정보량의 96%가 이 곳에 위치하며, 금융 및 의료 정보, 정부 기록물, 학술 데이터베이스, 회사 내부망, 비공개 커뮤니티, 유료 정보 등이 바로 심층 웹에 포함된다. 특히, 심층 웹의 가장 깊숙한 심연에는 토르(TOR; The Onion Router)와 같은 특수한 브라우저를 통해서만 접근이 가능한 다크웹(Dark Web)이 있다고 알려져 있다. 다크웹은 사용자나 서버를 추적하기 쉽지 않아 익명이 보장되고, 관계 당국의 검열도 피할 수 있어 주로 불법적인 활동이 이루어지는 사이버 범죄의 온상이다. 최근 인터넷 환경과 기술의 발달은 극소수만 사용하던 다크웹을 양지로 끌어올렸고, 그 결과, 더 많은 해커나 범죄단체들이 다크웹을 통해 사이버 공격을 계획하고 실행할 수 있게 되었다. 이제 인터넷을 사용하는 모든 기업과 개인들은 다크웹에서 시작된 공격까지 염두에 둔 사이버 보안 계획을 수립해야 하는 상황에 직면하게 된 것이다.

이스라엘 기술 기업 데이터베이스 IVC Research Center에 따르면, 이스라엘에는 글로벌 사이버 보안 회사인 Checkpoint를 비롯하여 총 436개의 사이버보안 기업이 운영되고 있고, 그중 대부분은 스타트업이다. 특히, 다크웹 공격 대비 관련 부분에서는 Sixgill(두 번째 기금모금에서 1,500만 달러 모금)이 대표적이다. Sixgill은 자동으로 다크웹에서 사이버 위협의 징후가 있는지 검색하고 고객에게 실시간으로 실행 가능한 액션플랜을 제공하는 솔루션을 개발하여 시범운영 중이다.

6. 노 코드(No code) 프로그래밍

 ‘누구나 개발자가 되는 세상이 온다’ 마이크로소프트(Microsoft)의 CEO인 사티아 나라야나 나델라(Satya Narayana Nadella)가 2019 MS 개발자 콘퍼런스에서 자사의 ‘파워 플랫폼’을 소개하며 던진 화두이다. 파워 플랫폼은 애플리케이션 제작, 데이터 분석, 챗봇(Chat Bot) 개발 등 전문적인 기술 분야를 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 제공하는 서비스다. 이 플랫폼을 사용하면 프로그래밍을 배우지 않은 사람이라도 애플리케이션을 직접 만들어 활용하거나 빅데이터를 분석해 새로운 결과를 도출할 수 있게 된다. 마치 파워포인트처럼, 그래픽 프로세스 모델이 결합된 여러 기능을 간단하게 드래그 앤 드롭(Drag & Drop)하는 것만으로도 누구라도 간단하게 앱을 만들 수 있게 되는 환경을 노 코드(No Code) 플랫폼이라고 한다. 로우 코드(Low Code) 플랫폼도 전체적으로는 노 코드 플랫폼과 유사하다. 다만, 높은 수준의 기능 구현이나 예외적인 상황 처리가 필요할 때를 대비해 사용자가 추가적인 코딩을 할 수 있도록 관련 기능을 제공한다는 점에서 차이가 있다. 로우 코드(Low Code)와 노 코드(No Code) 플랫폼의 등장은 기술 수준이 낮거나 경험이 적은 개발자 혹은 非프로그래머도 수준 높은 애플리케이션을 빠르게 만들어 낼 수 있게 된다는 점에서 큰 의미를 가진다. 이러한 코딩 환경의 변화는 우리 주변의 자동화가 가능한 모든 것을 자동화시키고 생산성의 획기적인 향상을 초래할 것으로 기대된다. 이미 프로그래밍 업계에서는 로우 코드 또는 노 코드 방식을 도입하기 시작했고, 노 코드 플랫폼 시장은 2024년까지 520억 달러 규모로 성장할 것으로 예상된다.

마이크로소프트와 같은 글로벌 기업이 코드 혁명을 주도하고 있지만 이스라엘 스타트업들도 적극적으로 시장에 참여하고 있다. 대표적으로, Kaholo는 전체 DevOps 프로세스(SW 개발과 운영을 한 사이클 안에서 동시에 가동하여 변화에 빠르게 대응하고, 개발에서 배포, 수정에서 재 배포까지 유기적으로 연결시켜 고객에게 최종 결과물이 전달되는 데 걸리는 시간을 최소화하는 방식)를 자동화해 소프트웨어 개발 시간을 며칠에서 몇 시간으로 단축시키는 솔루션을 개발했다. Kryon Systems는 동급 최고의 로봇 프로세스 자동화 및 AI 솔루션을 통해 기업이 손쉽게 생산성을 올릴 수 있도록 도움을 주고 있다.

7. 헬스 테크(Health Tech)

최근 컴퓨터와 AI의 발전으로 인간의 삶을 개선하고 질병의 위협으로부터 보호하기 위한 건강 관련 기술회사가 늘어나고 있다. 특히, 각국 정부가 축적된 방대한 의료 기록을 디지털화하면서 AI를 접목한 Health Tech가 크게 주목을 받게 되었다.

통상 의료 과정에서 수집한 정보는 환자의 건강관리에 있어서 매우 중요한 단서를 제공한다. 그럼에도 불구하고, 지금까지는 자료의 방대함, 의료진 부족, 시간 제약 등 현실적인 이유로 인해 제한적으로만 활용돼 왔다. 진료 과정에서도 대부분 담당 의사의 관찰 소견에 따라 진료행위를 결정해 왔었는데, AI의 발전은 이러한 기존 의료 관행을 획기적으로 변화시켰다. AI는 단지 방대한 양의 의료 정보를 저장하는 역할에 그치는 것이 아니라 데이터를 분류 및 분석해 의료진이 환자의 건강상태를 정확하게 예측할 수 있도록 도움을 제공한다. 사람의 눈으로 확인하기 어려운 증상의 패턴과 흐름, 연관성을 밝혀주고, 의료진에게 진단과 치료법에 대해 객관적 시각을 갖도록 도와주며 동시에 리스크를 최소화한다. 나아가 진료에 걸리는 시간과 비용을 현저하게 낮춰 전체적인 의료 서비스의 품질과 생산성이 높아지는 효과도 있다. 결과적으로 의료산업에서 AI는 환자에게 더 나은 치료를 제공하기 위해 반드시 필요한 요소로 인식되게 되었고, 향후 더 많은 연구개발과 기술 향상, 그리고 투자가 이루어질 것으로 기대된다.

이스라엘의 대표적인 비영리 스타트업 커뮤니티인 Start-Up Nation Central에 따르면, 이스라엘 내 디지털 헬스 분야의 스타트업 수는 2019년 말 기준 580개사로 2011년에 비해 두 배 이상 증가했다. 인공지능을 활용해 어디서나 실험실 수준의 혈액 검사가 가능하게 만든 Sight Diagnostics, 현미경에 고해상도 이미징 시스템을 장착해 AI를 통한 정밀분석을 제공하는 Scopio Labs, 대화식 가상 피트니스 트레이너를 제공하는 Kemtai 등이 해당 분야에서 선도적인 입지를 다지고 있다.

8. 협동 로봇(Collaborative Robotics, Co-Robot, COBOT)

4차 산업 혁명은 로봇이 인간과 팀으로 ‘함께’ 일할 수 있도록 작업 환경을 변화시키고 있다. 그 변화의 중심에 로봇 공학의 새로운 영역으로 부상하는 협동 로봇(Collaborative Robot, Co-Robot, COBOT)이 있다. 흔히, 로봇이라 하면 제조업 생산현장에서 사용되는 산업용 로봇을 떠올리게 된다. 그러나 협동 로봇은 인간과 직접 상호작용하도록 설계되었다는 점에서 산업용 로봇과 차이가 있다. 기존의 산업용 로봇이 인간을 대체하는 역할로 인간과 분리된 작업 공간에서 일했다면, 협동 로봇은 인간을 보완하는 역할로 인간과 함께 일하며 작업의 효율을 높여 준다.

산업용 로봇은 생산성이 높다. 대체로 고성능을 바탕으로 정밀한 작업을 빠르게 수행할 수 있고, 24시간 가동이 가능해 대량 생산을 필요로 하는 여러 산업 분야에서 활용되어 왔다. 그러나 유연성은 낮은 편이다. 로봇의 작업이 변경되면, 로봇 프로그래밍과 전체 공정을 다시 설계해야 해서 다품종 소량생산 사업장에선 효율성이 떨어진다. 또한, 작업반경내에 있는 사람을 인식하지 못하기 때문에 안전을 위해서는 사람과 분리된 공간에 설치해야 한다. 반면, 협동 로봇은 근접 센서, 동작 센서 등을 통해 사람을 인식한다. 가동 범위 내에 사람이 있으면 자동으로 움직임을 멈춰, 인간이 작업하는 곳 어디든 설치할 수 있고, 별도의 공간도 필요 없다. 활용도가 높아서 단순 반복 작업, 정밀 작업, 위험 작업 등 여러 작업 환경에 적용이 가능할 뿐 아니라, 다품종 소량생산 방식에도 적합하다. 결과적으로 인간은 협동 로봇의 도움을 받아 안전한 환경에서 작업할 수 있고, 창의적인 업무에 보다 많은 시간을 할애할 수 있게 된다. 협동 로봇이 현재 구현할 수 있는 주요 산업 기능은 이송(Pick & Place), 조립(Assembly), 기계 운전(Machine Tending), 포장(Packaging), 적재(Palletizing), 금형(Mold Handling), 투여(Dispensing), 검사(Inspection), 연마(Polishing)이며, 개인용 서비스 분야에서는 청소, 식품 조리, 물품 정리, 잔디깎이, 경비 등의 작업이 가능하다. 사용 저변의 확대와 기술의 발달로 인해 가까운 장래에 식음료, 플라스틱, 화학, 금속, 물류 분야로 까지 그 활용도가 증가할 것으로 기대된다.

얼마 전 미국의 컨설팅 기관인 콘 페리 연구소(Korn Ferry Institute)는 2030년까지 전 세계의 기술인력 부족이 8520만 명에 이를 것이라는 예상을 발표했다. 로봇 전문가들은 전 세계적인 노동력 감소가 현실화될 경우 협동 로봇이 그 해결책이 될 수 있을 것이라고 입을 모은다. 본격적인 상용화 단계에 접어들지 않아 아직 형성된 시장은 작지만 기술의 발달에 힘입어 그 활용도는 점차 커질 것이고 관련 시장도 확대될 것이라고 설명한다. 영국의 첨단기술분야 시장조사 업체인 ABI 리서치는 최근 발표한 ‘산업계 협동 로봇 시장 추이’에서 2019년 협동 로봇 시장의 규모는 약 7억 달러(전 세계 제조산업 로봇시장의 5%)에 불과했지만, 2030년에는 약 118억 달러(전체 로봇 시장의 28.6%)로 성장할 것이라 전망했다.

이스라엘 Start-up Nation Central에 따르면, 협동 로봇 분야에 약 206개의 이스라엘 스타트업이 활동하고 있으며, 대표적인 Brillianetor의 경우 로봇이 집단적 자율 결정을 내릴 수 있도록 도와주는 솔루션을 개발하며 분야를 선도하고 있다

9. 혁신 소재(Innovative Materials)

과학기술의 발전은 신소재와 기존 소재 모두에 혁신을 불러일으키고 있다. 미국의 Super Bowl Stadium은 경기장 내 음료 판매를 위해 사용하던 플라스틱 컵 대신 재활용이 쉬운 특수 알루미늄으로 만든 컵을 도입했고, 보잉은 3D 프린터로 제작된 터빈 블레이드를 장착한 새로운 비행기를 선보였다. 닛산은 더 조용한 주행 환경을 위해 소리를 흡수하는 새로운 음향 금속 재료를 개발했다. AI의 발달로 인해 소재 개발이 더욱 가속화되는 추세다. 과학자들은 AI를 활용해 기존 소재의 물성을 인공적으로 합성하거나, 이론적으로만 가능하던 물성을 구현할 수 있는 단계에 근접해 가고 있다. 이러한 변화는 신소재 개발을 더욱 확산시키고, 기존 소재의 개량 및 보완, 사용처에 최적화된 맞춤 소재의 발명 등의 분야에서 기폭제 역할을 할 것으로 예상된다. 전문가들은 멀지 않은 미래에 기존의 물질들이 정교하게 합성된 더 나은 소재로 대체될 것이며, 인류는 신소재를 받아들이고 사용하기 위한 새로운 거버넌스와 규제 기관이 필요해질 것이라고 말한다. AI, 양자컴퓨팅의 눈부신 발전에 따라 앞으로의 변화가 더욱 기대되는 분야이다.

이스라엘에는 혁신 소재 개발을 위한 77개의 스타트업이 활동하고 있다. 대표적으로 건물 외벽의 온도 저감을 위한 특수 페인트 개발 기업 SolCold, 많은 기업이 손쉽게 소재 공학 R&D 결과에 접근할 수 있도록 통합공유망을 구축하는 Materials Zone 등이 분야를 선도하고 있다.

10. 양자 컴퓨팅(Quantum Computing)

2019년 초 IBM은 최초의 상업용 양자 컴퓨터인 IBM Q(20 qubit 범위)를 선보였고, 2020년 2월, IBM과 구글은 향후 5년 내에 양자 컴퓨터가 오늘날 우리가 사용하는 암호화 체계를 깰 수 있을 것이라고 예상했다. 시장조사기관 IDC(International Data Corporation)에 따르면 2023년까지 포천(Fortune) 500대 기업의 25%가 양자 컴퓨팅을 비즈니스에 활용할 것이라고 한다. 현재 양자 컴퓨터를 업무에 활용하는 사례가 거의 없다는 현실을 감안하면 매우 공격적인 예측이지만, 올해의 CES에서 가장 많은 이목이 집중되었던 혁신 기술이 양자 컴퓨팅이었다는 것을 상기해 보면 예상이 전혀 틀렸다고 말하기도 어려울 것 같다.

양자 컴퓨팅은 현재 우리가 사용하는 전통적인 컴퓨팅보다 강력하다. 전통적 컴퓨팅은 비트(Bit)라는 정보의 단위를 사용하는데, 비트는 ‘Binary Digit’의 준말로 ‘2진법 숫자’(0 또는 1)를 뜻한다. 이는 전통 컴퓨터가 0 또는 1의 배열로 정보를 나타내기 때문에 붙여진 이름이다. 이에 비해, 양자 컴퓨팅은 큐비트(Qubit, Quantum Bit, 양자비트)라는 정보 단위를 사용한다. 큐비트는 1과 0의 상태를 동시에 갖는 ‘중첩’(Superposition)이 가능해 한꺼번에 더 많은 데이터를 처리할 수 있다. 또한, 중첩의 속성을 가진 양자 한 쌍이 서로 붙어있도록 하는 ‘얽힘’(Entangled) 상태를 만들 수 있는데, 이 ‘얽힘’이 양자 컴퓨터를 매우 강력하게 만든다. 아인슈타인이 양자의 얽힘을 가리켜 ‘말도 안 되는 유령의 작용’이라고 말한 이유다. 놀랍게도 지금까지 어떤 과학자도 이 원리를 밝혀내지 못했다. 전통 컴퓨팅은 비트 양이 2배로 늘면 처리할 수 있는 정보량이 2배로 증가하지만 양자 컴퓨팅에서는 큐비트가 늘어날 때마다 양자 얽힘이 가속화되어, 처리 가능한 정보량이 기하급수적으로 증가한다.

지금까지 알려진 큐비트의 장점은 잠재적 처리 능력이며, 단점은 취약성이다. 큐비트가 많을수록 정보 처리 능력이 현저하게 향상된다. 전문가들은 50큐비트 범위를 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터를 대체하는 ‘양자 우위’(Quantum Advantage; 양자 컴퓨팅이 전통적 컴퓨팅보다 더 빨리 문제를 해결할 수 있는 단계)의 시작점으로 보고 있다. IBM은 지난 가을 53큐비트 시스템인 14번째 양자 컴퓨터 개발에 성공했다고 발표했다. 한편, 큐비트는 예측이 불가능할 뿐만 아니라 소음이나 진동, 온도 등 환경적 요인의 변화에 민감하여 쉽게 오류가 발생한다는 치명적 약점이 있다. 큐비트에 오류가 생기면 중첩이 분리되는 ‘결잃음’(Decoherence) 현상이 발생하게 되고, 큐비트는 ‘1 또는 0’의 바이너리 상태로 변해 버린다. 결국, 큐비트가 결잃음 상태가 되면 진행하던 연산이 무위로 돌아가 처음부터 다시 시작해야 하는 상황이 생기게 되는 것이다. 때문에 양자 컴퓨팅은 외부의 방해요소가 거의 없고, 절대 영도에 가까운 환경 조성이 필수적이다. 또한, 양자 컴퓨팅에 최적화된 알고리즘과 애플리케이션도 필요하다. 이렇듯 복잡한 기술, 전문인력, 설비, 보안, 비용 등 높은 진입장벽으로 인해 양자 컴퓨터 개발은 아직까지 글로벌 기업의 전유물처럼 여겨지고 있다.

한편 구글, IBM, 마이크로소프트, 인텔 등 대형 벤더들은 양자 우위를 넘어 ‘양자 우월’(Quantum Supremacy; 양자 컴퓨팅이 전통적인 컴퓨팅이 해결할 수 없는 문제를 해결하는 단계)에 먼저 도달하기 위해 경쟁하고 있다. 그러나 양자 컴퓨팅의 성과를 측정하는 방식이 정해져 있지 않고, 성능에 대한 명확한 기준이 없기 때문에 엄밀한 의미에서 ‘경쟁’보다는 과거를 뛰어넘는 ‘극기’에 가까운 양상이다. 전문가들은 양자 컴퓨팅이 상용화되면 AI, 사이버 보안 등의 분야에서 지각변동이 일어날 것이라고 말한다. 지금 당장은 양자 컴퓨팅 업계의 최대 관심사가 프로세스 최적화에 있지만 머지 않아 기후 변화나 질병 치료 등 인류 전체의 관심 영역으로 옮겨갈 것이라고 기대한다.

이스라엘은 양자 컴퓨팅 분야에 11개사의 스타트업이 활동하고 있고 대표적인 QuantLR은 민감 데이터 전송에 적합한 안전하고 저렴한 양자 암호를 개발하여 차세대 네트워크 보호에 앞장서고 있다.

자료: OurCrowd, ISRAEL21c, StartupNationCentral, IVC, 이스라엘 일간지, KOTRA 텔아비브 무역관 종합

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