인텔은 큐텍(QuTech)과 협력해 양자 컴퓨팅의 기본 단위인 ‘핫’ 큐비트를 1 켈빈 이상의 온도에서 성공적으로 제어했다는 연구 논문을 네이처(Nature)지에 발표했다.

이 연구는 또한 각각의 일관성 있는 제어를 통해 두 개의 큐비트가 단일 큐비트 당 최대 99.3%의 정확도를 달성했다고 설명했다. 이러한 연구결과는 미래 양자 시스템의 극저온 제어와 단일 전자 트랜지스터와 유사한 실리콘 스핀 큐비트의 잠재력을 증명했으며, 이들은 하나의 패키지로 제공된다.


큐텍의 연구원들이 인텔 양자 테스트 칩을 연구하고 있다.(사진출처: 인텔 뉴스룸)

짐 클라크(Jim Clarke) 인텔 랩 양자 하드웨어 디렉터는 “이번 발표는 실리콘 스핀 큐비트 연구에 있어서 의미 있는 도약이다. 실리콘 스핀 큐비트는 인텔이 지난 50년간 제조해 온 트랜지스터와 유사하기에 이를 기반으로 상업 수준의 양자 시스템을 개발하는 데 도움이 될 것이라고 생각한다”며, “높은 정확도를 유지하면서, 높은 온도에서 작동할 수 있는 핫 큐비트의 발견으로 큐비트 성능에 영향을 주지 않는 선에서 로컬 큐비트 컨트롤의 선택폭을 확대할 수 있을 것이다”라고 말했다.

높은 수준 정확도 가진 수천 개의 큐비트 동시에 제어해야

양자 컴퓨팅을 실용적으로 사용하기 위해서는 높은 수준의 정확도를 가진 수천 개의 큐비트를 동시에 확장하고 제어할 수 있어야 한다. 그러나 현재 양자 시스템 설계는 전체적인 시스템 크기, 큐비트의 정확도, 특히 대규모로 양자를 관리하는데 필요한 전자 제어장치의 복잡성 때문에 제한된다. 전자 제어 장치와 스핀 큐비트를 동일한 칩에 통합하면 둘 사이의 상호 연결이 크게 간소화된다.

그러나 큐비트가 작동할 수 있는 온도를 높이는 것은 이것을 달성하는데 결정적이다. 이전에는 양자 컴퓨터는 밀리켈빈(millikelvin) 범위에서만 작동할 수 있다고 증명되었으며, 이는 절대 영도보다 아주 조금 높다. 이제 핫 큐비트에 대한 연구로 인텔과 큐텍은 실리콘 큐비트가 현재 양자 시스템보다 약간 높은 온도에서 작동할 수 있다는 가설을 입증해 확장성을 높이는 데 한 걸음 더 나아갔다.

인텔은 양자 실용성을 향한 확장 가능한 경로를 확보하는데 있어 최신 패키징 및 상호 연결 기술에 대한 전문성을 활용할 수 있게 됐다. 이번 연구는 지난해 말 업계 최초로 극저온 양자 제어 칩인 호스 리지(Horse Ridge)를 발표하는 등 풀 스택 양자 시스템 개발을 진전시키기 위한 인텔의 지속적인 노력에 기반한다.