인텔·美 아르곤 연구소, 양자 컴퓨터 CPU 처럼 공장서 대량 생산 '물꼬'

미국 아르곤 국립 연구소와 인텔이 전략적 협력을 통해 12큐비트(Quantum Bit) 실리콘 양자점 프로세서 '터널 폴즈(Tunnel Falls)'를 성공적으로 구축하고 운영에 들어갔다고 퀀텀 컴퓨팅 리포트가 8일(현지시각) 보도했다.

아르곤 연구소와 인텔의 성과는 양자 컴퓨팅 하드웨어를 기존의 대규모 반도체 제조 공정으로 생산할 수 있음을 입증한 중대한 이정표로 평가받는다.


보도에 따르면 이번에 배포된 '터널 폴즈' 프로세서의 핵심은 인텔의 300mm 실리콘 제조 라인과 극자외선(EUV) 리소그래피 기술을 그대로 활용했다는 점이다.

초전도체나 이온 트랩 방식이 기존 전자 회로와 완전히 다른 설비를 요구하는 것과 달리, 실리콘 스핀 큐비트는 구조적으로 단일 전자 트랜지스터를 변형한 형태다.
이러한 호환성 덕분에 인텔은 단일 웨이퍼에 수만 개의 양자점 소자를 95% 이상의 높은 수율로 제작하는 데 성공했다. 실리콘 기반 시스템은 물리적 크기가 매우 작고 양자 정보의 유지 시간(결맞음 시간)이 길다는 고유의 장점을 지니고 있어, 향후 수천, 수만 큐비트로의 확장에 있어 독보적인 유리함을 점할 것으로 보인다.


아르곤 국립 연구소에 배치된 이번 장비는 단순한 연구 성과를 넘어 실질적인 '개방형 과학 테스트베드' 역할을 수행하게 된다. 연구진은 12큐비트 간의 상호작용을 정밀하게 분석하고 소자 간 변동성을 특성화하는 연구를 진행 중이다.

특히 큐비트를 미세하게 제어하는 '튜닝' 공정의 최적화 데이터를 인텔에 제공함으로써, 향후 수백 개 이상의 큐비트를 탑재한 차세대 프로세서 설계를 가속화할 전망이다. 이는 연구소의 과학적 통찰력과 기업의 제조 기술이 결합된 '산학 협력의 모범 사례'로 꼽힌다.


이번 프로젝트는 미국 국립 양자 정보 과학 연구 센터인 'Q-NEXT'가 주도했다. Q-NEXT는 양자 물질을 실용적인 소자에 통합하고 견고한 양자 기술 공급망을 구축하는 것을 핵심 미션으로 삼고 있다.
전문가들은 "실리콘 기반 양자 칩의 성공적인 배포는 양자 컴퓨터가 실험실 모델을 벗어나 실제 산업 현장에 투입될 수 있는 가능성을 보여준 것"이라며 "기존 반도체 생태계를 보유한 기업과 국가들이 양자 패권 다툼에서 유리한 고지를 선점하게 될 것"이라고 분석했다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com