인공지능과 양자기술의 융합, 기술 진화의 속도를 바꾸다
급부상한 융합 기술, 학계의 주목을 받다
2024년, 국제 학술지 'Technologies'(MDPI)에 게재된 마리오 코차(Mario Coccia)의 논문은 기술 경제학계를 넘어 과학기술 전반에 중요한 화두를 던졌다. 그는 인공지능(AI)과 양자기술(quantum technologies)의 융합이 단순한 기술적 결합이 아니라, 기술 진화 전체의 속도를 가속하는 동력임을 실증 데이터로 입증했다.
코차는 학술 논문과 특허 데이터를 기반으로 AI, 양자기술, 그리고 두 기술이 융합된 영역 각각의 연평균 성장률을 비교했다. AI는 1.37배, 양자기술은 1.07배의 성장률을 보였지만, 이 두 기술이 융합된 분야에서는 1.58배라는 독보적인 성장 속도가 관측됐다.
"인공지능 기술의 연평균 성장률은 1.37, 양자기술은 1.07, 그리고 융합 기술은 1.58의 가속 성장률을 보인다." ("quantum technology has a growth rate of 1.07, artificial intelligence technology has a rate of growth of 1.37, whereas … converging … technologies has an accelerated rate of growth of 1.58")
이는 기술 간의 상호작용이 단순한 시너지 효과를 넘어, 구조적 전환과 전략적 진화의 촉진제가 될 수 있음을 보여준다. 다시 말해 융합 기술은 새로운 기술 패러다임을 창출할 뿐 아니라, 기존 기술의 경계를 재구성하며 다음 단계의 도약을 가능케 한다.
특히 이 융합은 기술 성과뿐 아니라 정책, 시장 구조, 인력 운용 방식 전반에도 중대한 영향을 미치고 있다. AI와 양자기술 각각이 갖는 고유의 복잡성과 잠재력을 고려할 때, 이 둘의 결합은 단순한 기술 통합을 넘어 하나의 ‘혁신 체계’로서 작동하기 시작한 것이다.
더 나아가 이 연구는 각국의 기술 전략 수립과 경제정책에도 직접적인 영향을 줄 수 있다. AI와 양자기술은 각각 미국, 중국, EU, 한국 등의 국가 전략에서 핵심 요소로 채택되고 있는데, 이 둘을 융합한 기술력이 곧 미래 산업의 경쟁력을 좌우할 것이라는 전망이 더욱 설득력을 얻고 있다.
규칙적인 진화가 만들어내는 ‘가속’ 메커니즘
이러한 가속 효과는 우연적 현상이 아니다. 코차는 네 가지 핵심 메커니즘을 통해 융합 기술의 성장이 어떻게 가속되는지를 설명한다.
첫째, 기술 진화의 속도 자체를 높이는 '가속된 진화(accelerated evolutionary growth)'다. 기술 융합은 연구 주기의 반복을 단축시키고, 기존 기술 개발보다 훨씬 빠른 시간 안에 상업화 및 산업 적용 가능성을 높인다.
둘째, 기존 기술 영역보다 훨씬 빠르게 특허가 증가하는 '불균형적 특허 성장(allometric patent growth)'이다. 융합 기술 분야에서는 연구 주제당 평균 특허 출원 건수와 인용 횟수가 높게 나타나며, 이는 혁신 가치와 독창성 측면에서 주목할 만한 결과다. 또한 기술 통합의 성숙도가 높아질수록 그에 따른 기술적 확산 속도 역시 기하급수적으로 증가하는 경향을 보인다.
셋째는 단순한 개량이 아니라, 전혀 새로운 기술 경로를 창출하는 '경로 돌파(path-breaking innovations)'다. AI와 양자기술의 융합은 예측 불가능한 신기술의 탄생을 유도하며, 이는 산업 간 경계를 허물고 복합 생태계를 형성하는 기반이 된다. 특히 기존 산업 구조에 얽매이지 않는 신생 기업들—즉 기술 기반 스타트업들—이 이 영역에서 활발히 등장하고 있다는 점도 주목할 만하다.
마지막으로, 이러한 변화가 산업 전반과 사회 시스템에 미치는 파급 효과를 강조한다. 기술 융합은 고용 구조, 교육 훈련, 국가 간 기술 격차 등 거시적인 수준에서도 전략적 개입을 요구하는 문제로 확산되고 있다. AI와 양자기술이 결합함으로써 생성되는 알고리즘, 하드웨어 구조, 데이터 처리 체계는 단순한 산업의 변화에 그치지 않고, 시민의 일상생활, 보건·복지 시스템, 국가 안보에 이르기까지 전방위적 영향을 미치고 있다.
"기술 간 상호작용은 파괴적 기술과 경로를 돌파하는 혁신의 빠른 진화를 결정짓는 가장 중요한 요인 중 하나다." ("technological interaction is one of the fundamental determinants in the rapid evolution of path-breaking technologies and disruptive innovations.")
즉, AI와 양자기술이 융합되었을 때는 각각의 기술이 보유한 속성만이 아니라, 그 조합에서 발생하는 상호작용이 혁신성과 확산 속도를 함께 증가시킨다는 것이다. 이는 새로운 경제 질서, 산업구조, 정책적 대응이 요구되는 배경이기도 하다.
앞으로의 기술 발전을 예측하는 데 있어 핵심 변수는 개별 기술의 성능 향상만이 아니라, 이질적인 기술 간 융합에서 비롯되는 '상호작용의 질'이 될 것이다. 이로써 우리는 단일 기술 분석의 시대에서 벗어나, 융합의 생태계 속에서 전략을 수립해야 하는 전환점에 와 있다.
산업 생태계를 흔드는 실제 적용 사례들
AI와 양자기술의 융합은 이론이나 실험실 수준을 넘어 실제 산업 현장에서 뚜렷한 영향을 미치고 있다. 의료 산업에서는 양자 알고리즘과 인공지능 기반의 진단 모델이 결합되어 분자 단위의 예측 정밀도를 비약적으로 향상시키고 있다. 특히 신약 개발, 암세포 식별, 유전자 분석 등 정밀의학의 핵심 분야에서 융합 기술의 효과는 단기간에 가시적인 성과로 이어지고 있다.
"AI와 양자컴퓨팅의 결합은 의료 알고리즘의 정확도를 향상시키고, 신약 후보 물질의 탐색 과정을 획기적으로 단축시킨다." ("The convergence of AI and quantum computing improves the accuracy of medical algorithms and drastically shortens the discovery time of drug candidates.")
공급망 및 물류 분야에서는 양자 최적화 알고리즘과 AI 기반 수요 예측 시스템이 결합하여 생산·배송·재고관리를 통합 최적화하는 데 기여하고 있다. 복잡한 변수와 비정형 데이터를 고려한 실시간 시뮬레이션이 가능해지면서, 공급망 전반의 민첩성과 회복력이 대폭 향상되고 있다.
금융 산업에서도 융합 기술은 새로운 국면을 열고 있다. 고차원적 리스크 모델링, 실시간 금융 사기 탐지, 맞춤형 자산관리 등에서 양자기반 인공지능의 도입이 빠르게 확산되고 있으며, 글로벌 투자은행들과 핀테크 기업들은 이미 관련 솔루션의 상용화를 위한 협업을 본격화하고 있다.
이러한 사례들은 기술 융합이 단순한 이론적 가능성이나 개념 검증 단계를 넘어서, 이미 현실 세계에서 작동하고 있다는 것을 보여준다. 앞으로는 AI·양자기술·블록체인 등 다자간 융합이 심화되며, '지능형 자동화'와 '실시간 고신뢰 처리'를 요구하는 모든 분야에서 이 기술들이 핵심 인프라로 자리잡을 가능성이 크다.
기술 전략과 정책 방향에 미치는 구조적 영향
융합 기술의 등장은 단지 연구 현장이나 산업계에 그치는 것이 아니라, 정부 정책과 국가 전략 전반에 구조적인 영향을 미치고 있다. 기술 발전의 속도가 빨라질수록, 이에 대응하는 제도적 장치와 전략 기획의 속도 또한 맞춰야 한다.
특히 AI와 양자기술이 융합된 분야에서는 기존 법률과 규제 체계가 새로운 기술 현실을 충분히 반영하지 못하는 한계가 자주 발생한다. 이는 곧 정책 공백과 기술 불균형을 초래할 수 있다.
미국과 유럽연합은 AI와 양자기술 분야에서 글로벌 표준을 선점하려는 움직임을 보이고 있으며, 국가 차원의 연구개발 투자 확대뿐 아니라 국제 공조도 강화하고 있다.
한국 또한 2030년까지 양자컴퓨팅 실용화, AI 반도체 자립화 등을 골자로 한 '차세대 디지털 전략'을 수립해 선진 기술국과의 경쟁에서 주도권을 확보하려는 노력을 이어가고 있다. 그러나 기술 융합에 따른 잠재적 사회 리스크, 예컨대 개인정보 보호 문제나 자동화에 따른 일자리 변화 등에 대해서는 아직 본격적인 정책 대응이 부족한 상황이다.
"기술의 융합은 국가의 경쟁력, 안보, 산업정책을 새롭게 정의하는 데 핵심적인 변수로 작용한다." ("The convergence of technologies plays a central role in redefining national competitiveness, security, and industrial policy.")
이처럼 기술 융합은 단순한 기술 문제가 아니라, 교육, 복지, 경제 전반에 연결되는 통합 과제로 자리 잡고 있다. 따라서 기술 중심의 혁신 전략뿐 아니라, 이를 포괄하는 사회적·제도적 준비 역시 시급하게 병행되어야 한다. 규제를 뛰어넘는 신뢰 기반의 거버넌스 체계, 융합기술 윤리에 대한 사회적 합의, 그리고 젊은 세대를 위한 재교육 시스템까지 모두가 포함된 포괄적 정책이 요구된다.
융합은 방향이 아니라 운명이다
AI와 양자기술의 융합은 선택 가능한 미래가 아니라, 이미 진행되고 있는 불가역적 흐름이다. 기술이 서로 충돌하거나 대체되는 것이 아니라, 상호 보완적으로 작동하면서 더 빠르고 더 강력한 형태로 진화하고 있다. 이러한 상황에서 '융합을 준비할 것인가, 뒤처질 것인가'는 더 이상 이론적 선택의 문제가 아니다. 그것은 곧 산업 경쟁력과 국가 생존 전략의 문제로 직결된다.
코차의 논문은 기술 간 상호작용의 중요성을 계량적으로 입증함으로써, 기술 발전을 이해하는 새로운 틀을 제시했다. 기존에는 개별 기술의 혁신성과 생산성에만 주목했다면, 이제는 이질적인 기술들이 어떻게 결합되고, 어떤 파급력을 만들어내는지를 분석하는 '융합 중심적 관점'이 필수적이다.
"기술 융합은 혁신의 질적 도약을 가능케 하며, 이를 이끄는 나라는 세계 경제의 패러다임을 재편할 주체가 될 것이다." ("Technological convergence enables a qualitative leap in innovation, and the nations that lead it will reshape the paradigm of the global economy.")
결국 기술 융합의 시대를 준비한다는 것은 기술 자체만을 준비하는 것이 아니다. 그것은 곧 산업과 사회, 교육과 노동, 정책과 윤리 전반을 재구성하는 일이다. 융합의 속도는 점점 빨라지고 있으며, 그 변화의 강도는 지금 우리가 상상하는 수준을 뛰어넘고 있다. 그 흐름을 선도하지 못한다면, 따라잡기도 쉽지 않다. 지금 이 순간이야말로, 단일 기술 시대에서 융합 기술 시대를 향한 전략적 전환의 출발점이다.
(Resource – Technologies, March 2024, “Converging Artificial Intelligence and Quantum Technologies: Accelerated Growth Effects in Technological Evolution,” by Mario Coccia. © MDPI. All rights reserved.)
The Convergence of AI and Quantum Technology: Transforming the Pace of Technological Evolution
Emerging Convergence Technologies Capture Academic Attention
In 2024, a groundbreaking paper by Mario Coccia, published in the international journal *Technologies* (MDPI), sparked critical discussions across science and technology circles as well as the broader field of technological economics. Coccia empirically demonstrated that the convergence of Artificial Intelligence (AI) and quantum technologies is not just a technical combination, but a driving force that accelerates the entire evolution of modern technology.
Using scholarly literature and patent data, Coccia compared the annual growth rates of standalone AI, quantum technologies, and their convergence. He found that while AI technologies exhibited a 1.37x growth rate and quantum technologies 1.07x, convergence technologies outpaced both with a remarkable 1.58x growth rate.
"Artificial intelligence technology has a rate of growth of 1.37, quantum technology has a growth rate of 1.07, whereas … converging … technologies has an accelerated rate of growth of 1.58."
This indicates that the interaction between technologies yields more than synergy—it functions as a catalyst for structural shifts and strategic evolution. In other words, convergence technologies create new technological paradigms and enable leaps beyond the existing boundaries. This shift also has far-reaching implications not only for innovation outcomes but for policy-making, market structures, and workforce deployment. Considering the inherent complexity and potential of both AI and quantum technologies, their integration represents the emergence of a new “innovation system.”
Furthermore, this research directly influences national strategies and economic policymaking. Countries such as the U.S., China, the EU, and South Korea are incorporating AI and quantum technologies as central pillars of their future industrial strategies. The ability to lead in convergence technologies is now seen as a decisive factor for future global competitiveness.
The Mechanism Behind Accelerated Evolution
This acceleration is no coincidence. Coccia identifies four mechanisms that explain how convergence technologies drive accelerated growth. First is accelerated evolutionary growth. The fusion of technologies shortens R\&D cycles and greatly increases the speed of commercialization and industrial application.
Second is allometric patent growth. Convergence technologies result in significantly more patents and citations per research topic, indicating higher levels of innovation and originality. As integration matures, the rate of technology diffusion increases exponentially.
Third is path-breaking innovation. Rather than refining existing approaches, convergence technologies generate entirely new technological trajectories. The integration of AI and quantum technologies enables unexpected innovations that transcend traditional industry boundaries, creating hybrid ecosystems. Notably, tech-based startups are emerging rapidly in this space, untethered by legacy structures.
Fourth is the systemic impact on society and industry. Converging technologies affect employment, education, and technological gaps between nations. The combined evolution of algorithms, hardware architecture, and data processing structures is influencing not only industry, but also everyday life, healthcare, social welfare, and even national security.
"Technological interaction is one of the fundamental determinants in the rapid evolution of path-breaking technologies and disruptive innovations."
In short, it is not merely the individual attributes of AI or quantum technologies that matter, but the interaction between them that exponentially increases innovation and diffusion. This necessitates new economic models, industry strategies, and policy frameworks. The key to predicting technological advancement now lies in the quality of cross-technology interaction, not just improvements within single domains.
Real-World Applications Reshaping Industrial Ecosystems
The convergence of AI and quantum technologies is no longer confined to theory or lab experiments—it is actively transforming industries. In healthcare, quantum algorithms and AI-powered diagnostics are enhancing precision at the molecular level. Areas such as drug discovery, cancer detection, and genetic analysis are seeing measurable improvements in a short time.
"The convergence of AI and quantum computing improves the accuracy of medical algorithms and drastically shortens the discovery time of drug candidates."
In logistics and supply chains, quantum optimization combined with AI forecasting improves integrated control over production, distribution, and inventory. Real-time simulations incorporating complex, unstructured data are now possible, significantly improving agility and resilience.
In finance, convergence technologies are ushering in a new era. Quantum AI is being applied to high-dimensional risk modeling, real-time fraud detection, and personalized asset management. Major investment banks and fintech firms are accelerating commercialization through joint development projects.
These examples prove that convergence is already operational beyond conceptual stages. Moving forward, we can expect increasing integration of AI, quantum computing, and blockchain. In fields demanding intelligent automation and high-trust real-time processing, these technologies are likely to form the core infrastructure.
Structural Impact on Technology Strategy and Policy
The rise of convergence technologies has profound implications for national policies and strategic planning. As technological change accelerates, institutional and regulatory frameworks must evolve accordingly. Many current legal systems are not yet equipped to address the new realities created by AI–quantum integration, resulting in gaps and imbalances.
The U.S. and EU are actively competing to set global standards in these domains, expanding R\&D investment and international cooperation. South Korea has introduced a national strategy to achieve quantum computing commercialization and AI semiconductor self-reliance by 2030. However, policy responses to potential risks—such as data privacy or automation-driven job displacement—remain limited.
"The convergence of technologies plays a central role in redefining national competitiveness, security, and industrial policy."
Clearly, this is not just a technological issue—it is a social and economic one. Comprehensive policy frameworks must go beyond technical innovation and include ethical governance, consensus building, and re-skilling systems. Regulatory innovation, public trust, and education reform must all progress in parallel with technical advancement.
Convergence Is Not a Direction—It’s a Destiny
The convergence of AI and quantum technologies is not just a strategic choice—it is an irreversible reality. These technologies do not merely coexist or replace each other; they work in tandem, evolving into faster, stronger forms. The question is no longer whether to prepare for convergence, but whether nations and firms can afford not to.
Coccia’s work provides a quantitative foundation for this shift, suggesting that innovation should now be analyzed through the lens of convergence. The old model—focused on standalone performance—must give way to one that prioritizes technological interaction and its multiplying effects.
"Technological convergence enables a qualitative leap in innovation, and the nations that lead it will reshape the paradigm of the global economy."
Preparing for the age of convergence means restructuring not only our technologies, but our industries, societies, education systems, labor markets, and policies. The speed of convergence is increasing, and the scale of transformation is already surpassing our expectations. Those who fail to lead this change may struggle to catch up. Now is the moment to shift strategically from a single-technology mindset to a convergence-driven future.
(Resource – Technologies, March 2024, “Converging Artificial Intelligence and Quantum Technologies: Accelerated Growth Effects in Technological Evolution,” by Mario Coccia. © MDPI. All rights reserved.)
