사 업 명
(44) (혁신도전형)소재혁신 양자시뮬레이터 개발(R&D)(6431-320)
□ 사업 코드 정보
구분	기금	소관	실국(기관)	계정	분야	부문
코드	기후대응기금	기후에너지환경부	기후에너지정책관 기후에너지재정과		150	155
명칭	과학기술	과학기술연구개발
구분	프로그램	단위사업	세부사업
코드	6400	6431	320
명칭	탄소중립기반구축	기술개발	(혁신도전형)소재혁신 양자시뮬레이터 개발(R&D)
□ 사업 성격
신규	계속	완료	예비타당성 실시여부	총사업비 관리대상	총액계상 예산사업	사업소관 변경정보
2025예산 시 소관
	○					기획재정부
□ 사업 지원 형태 및 지원율
직접	출자	출연	보조	융자	국고보조율(%)	융자율 (%)
		○
□ 사업 담당자
사업명	구분
(혁신도전형)소재혁신 양자시뮬레이터 개발	소관부처	연구개발정책실 기초원천연구정책관
양자혁신기술개발과
사업시행주체	한국연구재단

가. 지출계획 총괄표

(단위: 백만원, %)

목명	2024년 결산	2025년 계획		2026년		증감 (B-A)
		당초(A)	수정	정부안	확정(B)		(B-A)/A
(혁신도전형)소재혁신 양자시뮬레이터 개발	(9,300)	9,367	9,367	9,000	9,000	△367	△3.9

□ 기능별(내역사업별), 목별 계획 내역

(단위: 백만원)

	2024					2025								2026 계획
	계획액 (수정)	계획 현액	집행액 [실집행액]	이월액	불용액	계획액		계획 현액	집행액 [실집행액]	전년도 이월액 제외		이월 예상액	불용 예상액
						당초	수정			계획 현액	집행액 [실집행액]
○ 기능별 분류(합계)	9,300	9,300	9,300	-	-	9,367	9,367	9,367	9,367 [9,367]	9,367	9,367 [9,367]	-	-	9,000
․(혁신도전형)소재혁신 양자 시뮬레이터개발	9,300	9,300	9,300	-	-	9,367	9,367	9,367	9,367 [9,367]	9,367	9,367 [9,367]	-	-	9,000
○ 비목별 분류(합계)	9,300	9,300	9,300	-	-	9,367	9,367	9,367	9,367 [9,367]	9,367	9,367 [9,367]	-	-	9,000
․연구개발활동비 등(360-05)	9,300	9,300	9,300	-	-	9,367	9,367	9,367	9,367 [9,367]	9,367	9,367 [9,367]	-	-	9,000
○ 기능·비목별 분류(합계)	9,300	9,300	9,300	-	-	9,367	9,367	9,367	9,367 [9,367]	9,367	9,367 [9,367]	-	-	9,000
․소재혁신 양자 시뮬레이터개발	9,300	9,300	9,300	-	-	9,367	9,367	9,367	9,367 [9,367]	9,367	9,367 [9,367]	-	-	9,000
-연구개발활동비 등(360-05)	9,300	9,300	9,300	-	-	9,367	9,367	9,367	9,367 [9,367]	9,367	9,367 [9,367]	-	-	9,000

나. 사업설명자료

1) 사업목적·내용

- ((혁신도전형)소재혁신양자시뮬레이터개발사업) 수소의 생산‧저장‧활용 분야 신소재 연구에 특화된 양자시뮬레이터* 플랫폼을 개발하여 소재개발 혁신 창출 및 양자컴퓨팅 활용 확산

* 특정 알고리즘만을 실행하는 양자컴퓨터

‧ 분자 열역학 특성을 계산하는 양자시뮬레이터 및 분자 동역학 모사하는 양자시뮬레이터를 개발하고, 이를 수소에너지 활용 신소재 개발에 적용

2) 사업개요

□ 사업근거 및 추진경위

① 법령상 근거 및 조항 적시

- 양자과학기술 및 양자산업 육성에 관한 법률

․제1조(목적) 이 법은 양자과학기술의 연구기반을 조성하고 양자산업을 체계적으로 육성함으로써 과학기술 혁신과 국가안보 및 국민경제의 발전에 이바지함을 목적으로 한다.

․제2조(정의) 이 법에서 사용하는 용어의 뜻은 다음과 같다.

1. “양자과학기술”이란 양자(量子)역학적 특성에 기반하여 시스템을 만들거나 정보를 생성ㆍ제어ㆍ계측ㆍ전송ㆍ저장ㆍ처리하는 기술로서 양자암호, 양자통신, 양자센서, 양자소자, 양자컴퓨터, 양자시뮬레이터 등을 구현하기 위한 과학과 기술 일체를 말한다.

2. “양자지원기술”이란 양자과학기술의 구현을 위하여 필요한 소재, 부품, 장비, 시스템 및 소프트웨어(「소프트웨어 진흥법」 제2조제1호에 따른 소프트웨어를 말한다)와 관련된 기술을 말한다.

(중략)

6. “양자팹”이란 양자과학기술 및 양자산업의 육성을 위한 장비와 공정을 지원하는 인력과 시설의 집합체를 말한다.

(중략)

제3조(국가 등의 책무) ① 국가는 양자과학기술 및 양자산업 육성을 위하여 종합적인 시책을 수립ㆍ시행하여야 한다.

- 과학기술기본법 제15조(기초과학의 진흥)

․정부는 과학기술혁신의 바탕이 되는 기초과학을 진흥시키기 위하여 대학과 정부가 출연하는 연구기관의 연구를 활성화하고 안정적인 연구비를 지원하는 등 종합적인 지원시책을 세우고 추진하여야 한다.

- 국가초고성능컴퓨터 활용 및 육성에 관한 법률 제10조(연구개발 투자의 확대)

․정부는 국가초고성능컴퓨팅의 연구개발에 대한 투자를 확대하기 위하여 필요한 재원을 확보하도록 노력하여야 한다.

② 추진경위

- ｢양자정보통신 중장기 추진전략 수립｣(’14.12월)

- 양자기술 연구개발 투자전략 발표(’21.4월, 과기관계장관회의)

- ’21년 제2차 혁신도전 프로젝트 연구테마로 선정(’21.6월, 혁신도전 프로젝트 추진위원회)

- 국가과학기술자문회의 산하 양자기술특별위원회 신설(’21.10월)

- 12대 국가전략기술 지정(’22.10월)

- 양자과학기술 전략로드맵 수립(’22.12월)

- ｢신성장 4.0｣전략 초일류국가 도약 신기술 분야 양자기술 포함(’22.12월, 비상경제장관회의)

- 제3차 국가초고성능컴퓨팅 육성 기본계획 수립(’23.2월)

- 대한민군 양자과학 기술 전략 발표(’23.6월)

- ｢양자과학기술 및 양자산업 육성에 관한 법률｣ 제정(’23.10월)

- 퀀텀 이니셔티브 발표(‘24.4월)

□  주요내용

① 사업규모

- 총사업비(해당되는 경우에만 기재) : 해당없음

- 사업기간 : ’23 ~ ‘27

- 최근 5년 간 투입된 사업비(예산액기준, 추경편성한 연도에는 추경포함)

연도	2022	2023	2024	2025	2026
사업비	-	(7,600)	(9,300)	9,367	9,000

② 사업추진체계

- 사업시행방법 : 출연

- 사업시행주체 : 한국연구재단

- 사업 수혜자 : 대학, 출연연, 기업 등

- 보조, 융자, 출연, 출자 등의 경우 보조․융자 등 지원 비율 및 법적근거

내역사업명	구분	피보조․피출연 등 기관명	지원 금액 (2026계획)	지원 비율(%)	보조율 법적근거 (해당 조항)
(혁신도전형) 소재혁신 양자 시뮬 레이터개발	출연	한국 연구재단	9,000	100	- 기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한 법률 제14조 - 양자과학기술 및 양자산업 육성에 관한 법률 제12조

3) ’26년도 계획 산출 근거

① (혁신도전형)소재혁신 양자시뮬레이터 개발(R&D)

: (2025 당초 계획) 9,367백만원 → (2026 계획) 9,000백만원

- (요구) 2026년도(4차년도)은 2단계 사업이 시작되는 해로 단계 목표인 소규모 양자시뮬레이터를 이용한 고전-양자 하이브리드 아키텍쳐의 성공적 구현 및 이후 연구진행을 위한 연차소요 반영 필요 9,000백만원 요구

- (산출) 계속 4개 x 2,250백만원 x 12/12개월

ㅇ 2025년도 계획 및 2026년도 계획 산출 세부내역 비교

2025년 계획		2026년 계획
예산	산출내역	예산	산출내역
9,367	○ 연구개발활동비 등(360-05) : 9,367백만원 - 계속 4개 × 2,341.75백만원 = 9,367백만원	9,000	○ 연구개발활동비 등(360-05) : 9,000백만원 - 계속 4개 × 2,250백만원 = 9,000백만원

4) 사업효과

□ 사업영향, 산출물 성과지표 등

① ’22~’26년도 성과계획서 상 성과지표 및 최근 5년간 성과 달성도

성과지표	구분	'22	'23	'24	'25	'26	‘26목표치 산출근거	측정산식 (또는 측정방법)	자료수집방법 (또는 자료출처)
분자열역학 양자시뮬레이터 양자연산공간 크기 (차원)	목표	-	16	64	256	-		해당 양자연산공간의 크기가 명시된 논문(preprint 포함) 또는 연구보고서를 증빙으로 제시하거나 외부전문가로 구성된 검토위원회 직접 평가목표 달성여부 확인	논문, 연구보고서, 검토위원희 평가서 등
	실적	-	16	16	-	-
	달성도	-	100	67	-	-
분자열역학/동역학 양자시뮬레이터 관련 mnrIF 80 이상 논문 (건)	목표	-	-	2	4	-		∑(표준화된 순위보정 영향력지수) /∑(SCI 논문건수)>=80	NRF/NTIS 성과시스템
	실적	-	-	3	-	-
	달성도	-	-	150	-	-
양자 시뮬레이터 동역학 격자크기 (5x5)	목표	-	25	100	225	-		논문(preprint 포함) 또는 연구보고서를 증빙하거나 검토위원회 또는 수요기관 등이 실험실을 직접 방문·평가하고 결과서를 통해 목표 달성여부 확인	논문, 연구보고서, 검토위원희 평가서 등
	실적	-	50	144	-	-
	달성도	-	100	144	-	-
양자시뮬레이션 알고리듬 개발 (건)	목표	-	1	2	3	-		논문(preprint 포함) 또는 연구보고서를 증빙하거나 검토위원회 또는 수요기관 등이 실험실을 직접 방문·평가하고 결과서를 통해 목표 달성여부 확인	논문, 연구보고서, 검토위원희 평가서 등
	실적	-	2	3	-	-
	달성도	-	100	150	-	-
양자시뮬레이터 원형 구현 및 성능 검증 (건)	목표	-	-	신규	1	-		논문(preprint 포함) 또는 연구보고서를 증빙하거나 검토위원회 또는 수요기관 등이 실험실을 직접 방문·평가하고 결과서를 통해 목표 달성여부 확인	논문, 연구보고서, 검토위원희 평가서 등
	실적	-	-	-	-	-
	달성도	-	-	-	-	-
분자열역학 계산정확도	목표	-	-	-	신규	10	소재개발에 적용할 수 있는 화학적 정확도인 1kcal/mol을 최종 달성하기 위해, ‘26년도에 10kcal/mol을 달성하고 차년도에 1kcal/mol 달성	해당연차의 종료시점에 구현한 분자열역학 계산정확도를 측정하되, 시험성적서나 외부 전문가로 구성된 검토위원회의 평가결과서를 이용해 검증	시험성적서, 외부전문가 검토위원회의 달성완료여부 평가서(검토결과서) 등
	실적	-	-	-	-	-
	달성도	-	-	-	-	-
분자동역학 계산정확도	목표	-	-	-	신규	10	소재개발에 적용할 수 있는 화학적 정확도인 1kcal/mol을 최종 달성하기 위해, ‘26년도에 10kcal/mol을 달성하고 차년도에 1kcal/mol 달성	해당연차의 종료시점에 구현한 분자열역학 계산정확도를 측정하되, 시험성적서나 외부 전문가로 구성된 검토위원회의 평가결과서를 이용해 검증	시험성적서, 외부전문가 검토위원회의 달성완료여부 평가서(검토결과서) 등
	실적	-	-	-	-	-
	달성도	-	-	-	-	-

② 성과지표 이외의 연도별 사업추진 경과 및 실적

2023	․2023년 사업 시행계획 수립(1월) ․사업단 설치 및 사업단장 선정(4월) ․하위 연구과제 구성 및 연구개시(5월)
2024	․2024년 사업 시행계획 수립(1월) ․2차년도 Kick-off 워크샵 개최(2월) ․2차년도 성과점검 개최(12월)
2025	․2025년 사업 시행계획 수립(1월) ․1단계(3년) 성과점검 개최(9월)

③ 향후(’26년도 이후) 기대효과

- 수소의 생산‧저장‧활용 신소재 발굴‧개발 효율성을 극대화할 수 있는 양자시뮬레이터 플랫폼을 개발하여 소재개발 혁신 창출 및 양자컴퓨팅 활용 확산

- 분자 특성을 계산하는 양자광학 양자시뮬레이터와 촉매 특성을 계산하는 중성원자 양자시뮬레이터를 개발하고, 이를 수소에너지 활용 신소재 개발에 적용

* 집적광학계 기술 고도화를 통해 확장 가능한 양자연산공간 구현 기술을 확보하고, 256차원이상의 양자시뮬레이터를 개발하여 분자 특성 계산에 적용

* 225개 격자점 이상의 격자공간을 갖춘 양자 시뮬레이터를 개발하여 촉매 특성 계산에 적용

* 분자 계산용와 촉매 계산용, 그리고 분자-촉매 반응 계산용 알고리듬을 3개 이상 개발하여, 양자-고전 하이브리드 계산 부정확도를 10 kcal/mol 이하로 낮춰 정확도를 향상

5) 타당성조사 및 예비타당성조사 시행여부 및 결과 요지 : 해당없음

6) 총사업비 대상사업 여부 및 내역 : 해당없음

7) 사업 집행절차

ㅇ 사업 집행 절차

부처		피출연· 피보조기관		간접보조사업자· 사업수행자
과학기술 정보통신부 (9,000백만원)	=> (교부액)	한국연구재단 (9,000백만원)	=> (교부액)	한국과학기술연구원 외 3개 기관

ㅇ 사업 집행 절차

추진계획 수립	▪ 과학기술정보통신부
▼
과 제 공 모	▪ 과학기술정보통신부, 한국연구재단
▼
과 제 선 정	▪ 한국연구재단(평가) ▪ 사업추진위원회(평가결과 심의‧확정)
▼
협 약	▪ 총괄협약 : 과학기술정보통신부 ↔ 한국연구재단 ▪ 과제협약 : 한국연구재단 ↔ 주관연구기관
▼
연구비 지급	▪ 과기정통부 → 한국연구재단 → 주관연구기관
▼
진 도 관 리	▪ 연차점검 위원회 구성‧운영 ▪ 연차실적‧계획서 제출 등
▼
단계․최종 평가	▪ 단계․최종 평가 실시 ▪ 공개발표를 통한 평가위원회 평가
▼
연구비 정산 등 관리	▪ 연차별 연구비 정산 및 결과 보고
▼
성 과 관 리	▪ 연구개발결과의 활용실태 점검 ▪ 우수연구개발 사례집 발간․배포 및 홍보

8) 중기재정계획 상 연도별 투자계획 및 추진경과

(단위: 백만원)

중기 재정계획	'24	'25	'26	'27	'28	'29
2024~2028	(9,300)	9,367	9,000	5,500	-
2025~2029		9,367	9,000	5,500	-	-

9) 최근 3년간 동 사업에 대한 주요 외부지적사항 및 평가, 문제점 및 대책 : 해당없음

10) 향후 추진방향 및 추진계획 : 2단계 진입 후 양자시뮬레이터 개발 고도화 진입

○ 분자 열역학 특성을 계산하는 양자시뮬레이터 개발

- (이산변수 양자광학 시뮬레이터) PPLN 어레이 및 펌프광 간섭을 통한 다중모드 양자광원 개발, 광집적 소자 패키징 기술 개발을 통한 양자-고전 하이브리드 연산 안정화 등 추진

- (연속변수 양자광학 시뮬레이터) 연속변수 양자광학 주파수 모드 확장 및 평균광자수 증가, 비가우시안 상태 생성 및 측정 등 추진

- (양자연산공간 확장 원천기술) 양자네트워크 기반 양자연산공간 확장 등 추진

○ 분자 동역학 특성을 계산하는 양자시뮬레이터 개발

- (Yb 기반 양자시뮬레이터) 광격자 레이저 시스템 안정화 기술 및 SU(N) 스핀 제어 광학기술 개발 등 추진

- (Li 기반 양자기체 현미경 시스템) 위상 안정된 광격자 및 양자기체 현미경, 개별 원자 양자상태 제어 기술 등의 고도화 추진

- (이원자 복합 양자시뮬레이터) 이원자 양자기체 생성장비 고도화 및 이종원자 개별 제어 광학기술 개발 등 추진

○ 고전-양자 하이브리드 연산 및 실험 검증을 통한 수소 촉매 후보 도출

- (분자계산) 대규모 분자계 해밀토니안 계산 알고리듬 개발 및 실증

- (촉매계산) 중성원자 양자 시뮬레이터 촉매 계산 알고리즘 고도화

- (반응계산) 수소 촉매 물질 개발에 직접적으로 기여하기 위한 양자 및 고전 계산과학 알고리듬들의 연구 및 응용

- (화학실험) 양자계산화학으로 제안된 수소 생산/LOHC (탈)수소화 촉매 합성 및 분석을 통한 신규 수소 촉매 제안

- (인터페이스) 광, 중성원자 양자 시뮬레이터 대상 소프트웨어 인터페이스 요소기술 고도화

11) 해당사업에 대한 각종 사업평가의 결과 : 해당없음

12) 해당사업에 대한 부처 자체평가의 결과 : 해당없음

13) 부처 건의사항 : 해당 없음

다. 최근 4년간 결산내역

1) 결산표

□ 부처 결산내역

(단위: 백만원, %)

연도	계획액			전년도 이월액	계획 현액(B)	집행액 (C)	집행률 (C/A)	집행률 (C/B)	다음연도 이월액	불용액
	당초	증감액	수정(A)
2023	7,600	-	7,600	-	7,600	7,600	100.0	100.0	-	-
2024	9,300	-	9,300	-	9,300	9,300	100.0	100.0	-	-
2025	9,367	-	9,367	-	9,367	9,367	100.0	100.0	-	-

□ 출연·보조사업 등 실집행내역

(단위: 백만원, %)

구분	부처			사업시행주체(피출연․피보조 기관 등)
	계획액		집행액	교부액	전년도 이월액	교부 현액	집행액 (B)	이월액	불용액	실집행률 (B/A)
	당초	수정(A)
2023	7,600	7,600	7,600	7,600	-	7,600	7,600	-	-	100.0
2024	9,300	9,300	9,300	9,300	-	9,300	9,300	-	-	100.0
2025	9,367	9,367	9,367	9,367	-	9,367	9,367	-	-	100.0

2) 주요 결산사항

□ 2022년~2025년 결산사항 : 해당없음

□ 2025년 계획변경 세부내역 : 해당없음