양자 컴퓨터 상용화 문턱 넘었다...표준 반도체 공정으로 99% 정확도 칩 생산 성공

양자 컴퓨터 개발의 주요 난관 중 하나였던 대량 생산 문제가 해결될 가능성이 열렸다.

호주 뉴사우스웨일스대학교(UNSW) 시드니의 스타트업 '디락(Diraq)'이 정밀도를 잃지 않으면서도 실리콘 양자 칩을 대량 생산할 수 있음을 입증했다고 과학 및 기술 뉴스를 전문으로 다루는 웹사이트 싸이테크데일리가 25일(현지시각) 보도했다.

디락의 이런 성과는 양자 컴퓨터 상용화를 위한 핵심 이정표로 평가받는다.

네이처(Nature)지에 게재된 연구 결과에 따르면, 디락은 유럽 연구 기관인 국제대학 마이크로일렉트로닉스 센터(IMEC)와의 협력을 통해 개발된 양자 칩이 통제된 실험실 환경뿐만 아니라 실제 반도체 제조 환경에서도 99% 이상의 높은 정확도를 유지함을 확인했다. 99% 정확도는 양자 컴퓨터를 실용화하는 데 필수적인 기준으로 간주된다.

디락의 설립자이자 최고경영자(CEO)인 앤드류 주락 UNSW 공학과 교수는 "실험실 프로토타입에서 달성했던 정확도(양자 컴퓨팅에서는 충실도라 함)를 대규모 제조 환경에서 재현한 것은 전례 없는 일"이라며, "이제 디락의 칩이 수십 년간 사용되어 온 표준 반도체 제조 공정과 완벽하게 호환된다는 것이 분명해졌다"고 강조했다.

이번 연구팀은 디락이 설계하고 IMEC에서 제작한 장치가 두 개의 양자 비트(큐비트)를 사용하는 연산에서 99% 이상의 충실도를 달성했다고 보고했다. 이는 양자 컴퓨터의 상업적 가치가 운영 비용을 초과하는 '실용화 규모(utility-scale)'를 달성하는 데 중요한 진전이다.

미국 국방고등연구계획국(DARPA)이 퀀텀 벤치마킹 이니셔티브(Quantum Benchmarking Initiative)에서 설정한 핵심 지표이기도 하다.

주락 교수는 "양자 컴퓨팅에서 실용화 규모를 달성하려면 대규모로 고성능 양자 비트를 생산하는 상업적으로 실행 가능한 방법을 찾는 것이 중요하다"며, "디락과 IMEC의 협력은 성숙한 반도체 산업을 활용하여 실리콘 기반 양자 컴퓨터를 제작할 수 있음을 명확히 보여준다"고 덧붙였다.


실리콘은 수백만 개의 큐비트를 단일 칩에 집적할 수 있고, 기존 마이크로칩 산업의 제조 기술과 원활하게 연동될 수 있다는 점에서 양자 컴퓨터 소재 중 선두 주자로 떠오르고 있다.

디락은 이전에 학술 연구실에서 제작된 큐비트가 미래 양자 컴퓨터의 기본 구성 요소인 2큐비트 논리 게이트에서 높은 충실도를 달성할 수 있음을 보였다. 이번 연구는 이러한 충실도가 반도체 파운드리 환경에서 제작된 큐비트에서도 재현될 수 있음을 증명함으로써, 비용 효율적이고 산업적으로 호환되는 방식으로 내결함성 기준을 충족할 수 있음을 보여줬다.

주락 교수는 "이번 최신 성과는 다른 큐비트 플랫폼보다 비용 효율성이 높고 완벽한 내결함성을 갖춘 기능적 양자 컴퓨터 개발의 길을 열었다"고 말했다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com


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