반도체 공정 끌어온 사이퀀텀, 광자 기반 양자컴퓨터 승부수

[디지털투데이 추현우 기자] 양자 컴퓨팅 기업 사이퀀텀이 광자를 이용한 대형 양자컴퓨터 구축에 속도를 내고 있다. 14 일(현지시간) MIT 테크놀로지 리뷰에 따르면 이 회사는 기존 반도체 생산시설에서 칩을 만들고, 냉각 캐비닛 약 100개를 연결해 실용 규모의 시스템을 구현하는 방식을 추진 중이다. 사이퀀텀은 2016년 영국 대학 출신 물리학자 4명이 설립했다. 소형 시제품에 머문 기존 양자컴퓨터와 달리 처음부터 대형 상용 시스템을 목표로 내걸었다. 지난해 10억달러를 유치했고, 시카고에서는 지방정부와 함께 거점 건설에 착수했다. 호주에서도 두 번째 거점을 준비 중이다. 회사는 2027년까지 이 시설을 가동 가능한 상태로 만들겠다고 밝혔지만, 이는 냉각 설비와 하드웨어 설치 준비를 뜻할 뿐 완전한 규모의 양자컴퓨터 완성을 의미하지는 않는다. 사이퀀텀의 차별점은 큐비트로 초전도 회로나 전자 대신 광자를 택한 데 있다. 광자는 양자 상태를 오래 유지할 수 있지만 서로 상호작용하기 어려워 계산 제어가 까다롭다. 사이퀀텀은 광학 스위치, 빔 스플리터, 검출기 네트워크로 이 문제를 풀겠다는 전략을 세웠다. 레이저로 광자를 만든 뒤 얽힘 상태로 묶고, 회로 안에서 연산한 뒤 마지막에 단일 광자를 측정하는 방식이다. 현재 캘리포니아 밀피타스 시설에서는 캐비닛 3개를 연결해 각각 250개 칩을 시험하고 있다. 다음 단계는 호주 거점에 대형 냉각 시스템이 들어선 뒤 약 100개 캐비닛을 연결하는 것이다. 장비는 현재 2K에서 작동하며, 액체 헬륨 기반 냉각 설비는 회사의 대규모 투자 항목 가운데 하나다. 공급망 전략도 특징이다. 사이퀀텀은 바륨 타이타네이트를 직접 만들어 뉴욕 말타의 글로벌파운드리에 보내 칩을 생산한다. 데이터센터에 쓰이는 실리콘 포토닉스 칩 생산망과 비슷한 구조를 활용해 대량 생산 효율을 높이겠다는 구상이다. 사이퀀텀은 마이크로소프트와 함께 미국 정부의 양자기업 평가 프로그램 3단계에 오른 두 곳 가운데 하나다. 다만 외부에서는 기술 검증이 쉽지 않다는 평가도 나온다. 회사는 록히드마틴, 메르세데스, 에어버스와 함께 소재·배터리·항공우주 분야 알고리즘도 준비하고 있다. 필리프 에른스트 부사장은 약물 분해와 관련된 P450 효소 계산 시간을 4분까지 줄이는 것이 목표라고 밝혔다.