양자 컴퓨팅, '실리콘 칩'으로 상용화 앞당긴다

양자 컴퓨팅 상용화의 길을 열 혁신적인 기술이 등장했다. 양자 컴퓨팅 솔루션 전문 기업 이퀄원(Equal1)이 기존 반도체 제조 공정을 활용한 실리콘 기반 양자 프로세서를 개발했다고 과학 전문 온라인 매체 라이브사이언스(Livescience)가 4일(현지시각) 보도했다.
보도에 따르면 이퀄원의 과학자들은 실리콘과 게르마늄 합금인 실리콘 게르마늄(SiGe)을 기반으로 양자 처리 장치(QPU)를 제작했다. 이는 기존 양자 칩 생산 방식에 비해 비용과 복잡성을 획기적으로 줄일 수 있는 혁신적인 접근 방식이다.


이퀄원이 개발한 QPU는 극저온에서 작동하며, 양자 정보의 기본 단위인 큐비트의 안정성을 유지하는 데 탁월한 성능을 보인다. 특히, 칩의 여러 섹션을 독립적으로 작동시킬 수 있는 '멀티타일 아키텍처(여러 개의 작은 '타일'이라고 불리는 처리 유닛을 연결해 하나의 큰 칩을 만드는 설계 방식)'를 통해 수백만 개의 큐비트를 처리할 수 있도록 설계됐다. 현재 수천 개 수준에 머물러 있는 양자 컴퓨터의 큐비트 수를 획기적으로 늘릴 수 있는 기술이다.
핵심은 전자의 스핀 상태를 이용해 정보를 저장하는 '스핀 큐비트' 기술이다. 실리콘 기반 스핀 큐비트는 외부 환경 변화에 대한 저항성이 높아 안정적인 양자 상태를 유지할 수 있다. 실제로 이퀄원은 6개의 스핀 큐비트로 구성된 SiGe 어레이에서 99% 이상의 정확도로 양자 게이트 연산을 수행하는 데 성공했다.


이퀄원의 기술은 기존 실리콘 칩 제조 인프라를 활용할 수 있다는 점에서 큰 의미를 갖는다. 양자 컴퓨터 제작 비용을 절감하고 대량 생산을 가능하게 함으로써 양자 컴퓨팅의 대중화를 앞당길 수 있기 때문이다.

또한, AI 기반 실시간 오류 수정 기술을 통해 양자 컴퓨터의 안정성을 높이고, 더욱 복잡한 계산을 수행할 수 있도록 지원한다.


라이브사이언스에 따르면 전문가들은 이퀄원의 기술이 양자 컴퓨팅 상용화에 중요한 이정표가 될 것으로 평가하고 있다. 양자 컴퓨팅은 신약 개발, 금융 모델링, 암호 해독, 인공지능 개발 등 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대되지만, 높은 비용과 기술적 난이도가 상용화의 걸림돌로 작용해 왔다.

이퀄원의 실리콘 기반 양자 프로세서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 가진 기술로, 양자 컴퓨팅의 활용 범위를 넓히고 산업 전반에 걸쳐 혁신을 가속화할 것으로 기대된다.

이퀄원 대표는 "이번 연구 결과는 양자 컴퓨팅 분야의 중요한 변곡점"이라며 "실리콘 기반 기술을 통해 양자 컴퓨팅을 더욱 접근 가능하고 확장 가능하게 만들어, 다양한 분야에서 혁신을 이끌어 낼 수 있을 것"이라고 밝혔다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com