양자 컴퓨팅 스타트업 사이퀀텀(PsiQuantum)이 광자(Photon) 기반 양자 칩 ‘오메가(Omega)’를 발표했다. 이번 연구를 통해 반도체 제조 공정을 적용한 양자 칩의 대량 생산 가능성을 입증, 양자 컴퓨터의 실용화에 한걸음 더 다가섰다고 주장했다.
사이퀀텀은 26일(현지시간) 홈페이지를 통해 유틸리티 규모의 양자 컴퓨팅을 위해 특별히 설계된 광자 기반 양자 칩 ‘오메가’를 공개하며, 양자 컴퓨팅 플랫폼의 상용화 가능성을 더욱 높였다고 밝혔다.
이번 발표는 기존 연구실 실험을 넘어, 검증된 반도체 제조 공정을 활용해 확장 가능한 양자 컴퓨터를 구현하는 데 초점을 맞추고 있다.
기존의 양자 컴퓨팅 칩 대량 생산이 어려운 문제로 남아 있던 가운데, 사이퀀텀은 통신 산업에서 널리 사용되는 반도체 제조 기술인 광전자(Photonics) 방식을 채택했다. 이를 통해 광자 기반 큐비트의 생성, 조작, 네트워킹 및 검출을 단일 칩에서 수행하는 기술을 개발했다.
광자 기반 양자 컴퓨터는 기존 초전도 기반 방식과 비교해 확장성이 뛰어나고, 통신 네트워크와의 통합이 용이하다는 장점을 갖고 있다. 사이퀀텀은 국제 학술지 네이처(Nature)에 ‘광자 양자 컴퓨팅을 위한 제조 가능한 플랫폼(A Manufacturable Platform for Photonic Quantum Computing)’라는 논문을 게재하며 연구 성과를 발표했다.
이번에 발표된 오메가 플랫폼은 뉴욕에 위치한 글로벌파운드리스에서 대량 생산할 수 있도록 설계됐다. 사이퀀텀은 기존 반도체 제조 공정을 활용해 실리콘 포토닉스(Silicon Photonics) 기반의 양자 칩을 제작하며, 큐비트 확장 과정에서 발생하는 신호 손실 문제를 최소화했다.
양자 컴퓨팅이 실용화되려면 수백만개의 큐비트를 안정적으로 운영할 수 있어야 한다. 하지만 기존 초전도 기반 양자 컴퓨터는 큐비트를 늘리는 과정에서 신호 손실과 연결 문제가 발생해 확장성이 제한적이었다. 이에 사이퀀텀은 표준 통신 광섬유를 활용해 칩 간 네트워킹을 구현하며 이 문제를 해결했다는 설명이다.
제레미 오브라이언 사이퀀텀 공동 창립자 겸 CEO는 “대규모 양자 컴퓨터를 실현하려면 반도체 산업의 성숙한 제조 공정을 활용해야 한다는 확신이 있었다”라며 “이번 연구 결과가 이를 증명하는 중요한 성과”라고 강조했다.
피트 샤드볼트 사이퀀텀 최고 과학책임자에 따르면, 이 회사의 제조 방식은 반도체 업계 표준인 45나노미터 공정을 기반으로 하며 글로벌파운드리의 12인치 웨이퍼를 사용해 일반 반도체와 동등한 제조 수율을 달성했다. 현재 글로벌파운드리에서 오메가 칩을 수백만개 단위로 생산하고 있는 것으로 알려졌다.
오브라이언 CEO는 “2027년까지 상업적 응용이 가능한 시설을 완공할 계획”이라고 밝혔다.
한편, 지난해 12월 구글은 양자 칩 ‘윌로우(Willow)’를 공개한 이후 관련 발표가 쏟아지고 있다.
지난주 마이크로소프트(MS)는 새로운 양자 칩 ‘마요나라 1(Majonara 1)’을 발표하며, 양자 컴퓨터가 “수십년이 아닌 수년 안에” 등장할 것이라고 전망했다. 또 전날에는 전 세계 양자 컴퓨팅 기업 절반에 기술 제공하는 퀀텀 머신즈가 이 분야 최고 규모인 1억7000만달러(약 2436억원)의 펀딩에 성공했다고 발표했다.
박찬 기자 cpark@aitimes.com
