표제지
목차
편집자주 3
01. 탄소중립에 따른 전력 기술의 발전 / 박종배 5
Ⅰ. 서론 6
Ⅱ. 글로벌 및 국내 탄소중립과 전력 기술 10
1. 글로벌 탄소중립과 전력 기술 10
2. 우리나라 탄소중립과 전력 기술 27
Ⅲ. 결론 36
참고문헌 37
02. 풀 스택(Full-stack) 양자컴퓨터 기술 현황과 전망 / 김준기 39
Ⅰ. 서론 40
Ⅱ. 풀 스택 양자컴퓨터 기술 개요 42
1. 양자컴퓨터와 기존 컴퓨터의 차이점 42
2. 양자컴퓨터 연구의 개략적 역사 46
3. 풀 스택 양자컴퓨터의 요소 49
Ⅲ. 풀 스택 양자컴퓨터 연구 동향 57
1. 해외 풀 스택 양자컴퓨터 연구 동향 57
2. 국내 풀 스택 양자컴퓨터 연구 동향 69
Ⅳ. 향후 전망 70
참고문헌 72
판권기 2
01. 탄소중립에 따른 전력 기술의 발전 / 박종배 15
표 1. 부문별 기술 및 경제 수준에 따른 탄소중립 시나리오의 설정 15
표 2. 일본의 탄소중립 부문별 실행계획 20
표 3. 2013년 실적 및 2030년 전력수요 및 발전량 목표 21
표 4. EU 탄소중립 실현을 위한 분야별 장기전략 23
표 5. EU의 탄소중립 시나리오 24
표 6. 2018년 및 NDC 부문별 탄소배출량 감축 전망 28
표 7. 2030년 전원믹스의 구성 29
표 8. 2050 탄소중립 시나리오 최종(안) 29
표 9. 시나리오별 전원별 발전량 및 온실가스 배출량 30
표 10. 2020년 전력거래 정산금 실적 31
표 11. 에너지 시장의 개선 방향 32
표 12. 에너지저장장치 신기술 개요 34
02. 풀 스택(Full-stack) 양자컴퓨터 기술 현황과 전망 / 김준기 45
표 1. 현재까지 보고된 양자프로세서의 양자부피 벤치마킹 결과 45
01. 탄소중립에 따른 전력 기술의 발전 / 박종배 6
그림 1. 전통적 전력시장과 미래 전력시장의 특징 6
그림 2. 전통적 전력시장과 미래 전력시장의 모습 7
그림 3. 전력망의 디지털화 방향 9
그림 4. 글로벌 전력산업 환경 변화 11
그림 5. 국제에너지기구(IEA)의 부문별 탄소중립 로드맵 12
그림 6. 탄소중립 시나리오의 전력부문 전원 및 발전량 구성 목표 13
그림 7. 국제에너지기구(IEA) 세계에너지전망(WEO) 2021의 시나리오별 유연성 자원 13
그림 8. 미국의 온실가스 배출 실적과 탄소중립 경로별 배출 전망 14
그림 9. 탄소중립 시나리오별 탄소배출 저감 기술의 구성 16
그림 10. 탄소중립 시나리오의 에너지원별 발전량 전망 17
그림 11. 영국 National Grid의 LTW 시나리오(에너지 생산과 소비) 19
그림 12. 일본의 2030년까지 전력수요 및 전원구성 계획 21
그림 13. 전원별 전력계통 운용 유연성 확보 과제 22
그림 14. 1.5°C 상승 시나리오에서의 온실가스 감축경로 23
그림 15. EU의 탄소중립 달성 시나리오 24
그림 16. 'Fit for 55 패키지' 주요 내용 25
그림 17. 유연성 확보를 위한 수단과 실행 비용 26
그림 18. NDC 상향(안)에 따른 국내 온실가스 감축목표 전망 27
그림 19. 미국 도매전력시장의 구성 31
그림 20. 도매전력시장 개선 방향 32
그림 21. 에너지 탄소중립 기술개발(전력계통 분야) 35
02. 풀 스택(Full-stack) 양자컴퓨터 기술 현황과 전망 / 김준기 40
그림 1. 양자컴퓨터 연구의 시발점이 된 1981년 '연산의 물리학' 학회 40
그림 2. (좌) 최초로 양자우월성을 달성한 구글의 시카모어 프로세서, (우) 중국 과학기술대학의 보존 샘플링 실험장치 41
그림 3. 고전 비트와 큐비트의 개념 비교 42
그림 4. 무어의 법칙 43
그림 5. 소인수분해 고전 알고리즘(NFS)과 양자 알고리즘(Shor)의 비교 44
그림 6. 범용 양자컴퓨터와 비범용 양자컴퓨터 46
그림 7. (좌) 미국 국립 표준기술연구소(NIST)의 이온 포획 연구팀의 사진, (우) 포획된 이온의 CCD 사진 47
그림 8. (좌) 핵자기공명 실험을 수행하는 아이작 추앙 교수(현 MIT 교수), (우) 첫 쇼어 알고리즘에 사용된 합성 분자 47
그림 9. NISQ 기술 48
그림 10. 풀 스택 양자컴퓨터의 구성요소 49
그림 11. 실제 큐비트 하드웨어 51
그림 12. 양자-고전 인터페이스의 역할 52
그림 13. 풀 스택 양자컴퓨터 하드웨어의 예시(초전도 큐비트의 예) 54
그림 14. 양자 소프트웨어 스택 55
그림 15. 여러 양자 게이트를 묶음으로 최적화하여 구성한 짧은 큐비트 제어 펄스 56
그림 16. IBM Quantum Experience 제공 서비스 58
그림 17. Qiskit Runtime은 API 최적화를 통하여 고전-양자 하이브리드 알고리즘에 소요되는 시간을 대폭 감소 59
그림 18. IonQ社의 이온 기반 양자컴퓨터의 개념도와 벤치마킹 데이터 60
그림 19. Quantinuum社(구 Honeywell Quantum)의 양자 CCD 하드웨어의 개념도 61
그림 20. 아마존社의 자체 양자 컴퓨팅 연구팀 및 제휴 기업 62
그림 21. 호주 Q-CTRL社와 이스라엘 Quantum Machine社는 최근 파트너쉽을 맺고 통합 솔루션 제공 63
그림 22. (좌) QSCOUT 프로젝트에서 개발한 이온 포획 칩, (우) AQT 프로젝트에서 개발한 8-큐비트 초전도 큐비트 프로세서 65
그림 23. STAQ 프로젝트에서 개발한 풀 스택 양자컴퓨터의 개념도 66
그림 24. ISCA 2021 학회에서 진행된 I2Q 워크샵 포스터와 강연 모습 67
그림 25. AQTION 팀에서 개발한 양자컴퓨터 하드웨어 68
그림 26. '양자기술 연구개발 투자전략'의 양자컴퓨팅 로드맵 69
그림 27. IBM, Honeywell, IonQ, 구글의 양자컴퓨터 개발 로드맵 71