양자표준기술 전문 기업 SDT가 22일, '이터븀(Yb) 기반 1000 큐비트 중성원자 QPU 플랫폼 개발' 국가 플래그십 프로젝트에 참여한다고 밝혔다.

MIT 출신 연구자들의 재회: 검증된 팀워크

한국표준과학연구원(KRISS) 주관으로 진행되는 이 프로젝트에는 SDT가 LG전자, 우신기연과 함께 공동연구개발기관으로 합류한다. 미국 스탠포드대학교와 MIT가 국제 공동연구 파트너로 참여하며, 국내외 정상급 연구 역량이 집결한 '드림팀'이 완성됐다는 평가를 받고 있다.

특히 이번 연구진은 단순 기관 협력을 넘어 실질적 '원팀(One-team)' 시너지가 예상된다. 프로젝트 총괄책임자인 KRISS 문종철 박사, 최순원 MIT 교수, 최준희 스탠포드대 교수, SDT 윤지원 대표는 모두 'MIT-하버드 초냉각 원자 센터(MIT-Harvard Center for Ultracold Atoms, CUA)' 출신이거나 현 소속 연구자로, 특별한 학연 관계를 갖고 있다. CUA는 글로벌 양자 기업 '큐에라(QuEra)'를 배출한 세계적 연구기관으로, 검증된 협업 경험을 바탕으로 과제 성공 확률이 높아질 것으로 전망된다.

중성원자 플랫폼: 차세대 양자컴퓨팅 주류 기술

중성원자 플랫폼은 고신뢰도 양자게이트, 우수한 큐비트 규모 확장성, 유연한 연결성 제어에서 강점을 지녀, 최근 '큐에라 컴퓨팅(QuEra Computing)' 등을 중심으로 글로벌 투자와 산업 성장이 가속화되고 있다. 최근 수년간 수백 큐비트 이상 규모 QPU가 시연되며 상용화 가능성이 높아졌고, 글로벌 경쟁이 심화되는 시점에서 1,000 큐비트급 QPU 확보는 국가 전략기술 차원의 필수 목표로 간주된다.

이터븀 선택: 대규모 큐비트 구현 최적 원소

본 프로젝트는 특히 '이터븀(Yb)' 원자를 기반으로 한다. 이터븀은 단순한 스핀 구조와 긴 결맞음 시간(coherence time)으로 대규모 물리 큐비트 구현에 최적화된 원소로 평가받으며, 신흥 글로벌 스타트업 대부분이 이터븀을 채택하는 추세다. 주관기관 KRISS는 이터븀 원자 제어에서 세계 최고 수준의 원천기술을 보유하고 있으며, 이를 기반으로 차세대 아키텍처와 제어 방법론을 포함한 독자 QPU 개발을 목표로 한다.

SDT는 "프로젝트 완료 시 국내 독자 기술로 개발된 세계적 수준의 1,000 큐비트급 이터븀 기반 중성원자 QPU 플랫폼이 확보된다"며 "이는 복잡한 양자 문제 해결, 재료 시뮬레이션, 분자 모델링 등 다양한 분야 활용과 양자오류정정 및 논리큐비트 연구의 핵심 기반이 될 것"이라고 설명했다.

SDT의 역할: 정밀 제어와 광학 모듈화

SDT는 1,000 큐비트급 QPU 플랫폼의 핵심인 QPU 물리부 개발에서 두 가지 핵심 역할을 담당한다.

첫째, QPU의 큐비트 정밀 제어를 위한 핵심 전자장비인 FPGA 기반 고속 레이저 제어 시스템 개발 및 통합 제어 솔루션 구축이다.

둘째, 상용화에 최적화된 '모듈형 광학 시스템' 개발이다. 이는 기존 대형 광학테이블 기반 시스템의 부피, 진동, 운송 및 유지보수 한계를 극복하기 위한 것으로, SDT는 레이저 냉각, 원자 포획, 이미지 판독 등 주요 기능별 광학계를 소형화·모듈화하여 설치와 관리가 용이하고 확장성이 뛰어난 상용화 아키텍처를 마련할 계획이다.

전주기 개발 체계: 원천기술에서 산업화까지

이번 플래그십 사업은 원천기술을 통합기술로 발전시키고, 플랫폼을 완성해 산업화로 연결하는 '전주기적 기술개발 체계' 구축이라는 점에서 중요성이 크다. 단순히 중성원자 큐비트 개수 확장을 넘어, 차세대 아키텍처와 제어 방법론을 포함한 독자 QPU 개발로 글로벌 기술 경쟁에서 주도적 위치를 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

SDT의 기술 역량: 검증된 상용화 경험

SDT는 양자컴퓨팅 하드웨어와 광학 장비 모듈화 기술을 동시 보유한 전문기업으로, 양자제어용 FPGA 장비와 환경장비를 자체 개발·양산한 경험을 갖고 있다. SDT가 개발한 제어 장비는 국내외 양자 연구진이 사용 중이며, 양자얽힘 광자쌍 생성 기술을 랙 장비 크기로 소형화하는 등 연구 단계 기술을 상용화로 연결하는 '전주기 개발 역량'을 입증해왔다.

윤지원 SDT 대표는 "이번 플래그십 프로젝트는 양자 분야 국내외 최고 '드림팀'과 함께 대한민국 양자컴퓨팅 기술 산업화를 실현하는 핵심적 첫걸음"이라며, "원천 연구를 넘어 상용화로 나아가는 중요한 시점에, SDT가 축적한 정밀 제어와 광학 모듈화 역량을 총결집해 1,000 큐비트 QPU 플랫폼의 성공적 기반을 다지는 데 전력을 다할 것"이라고 밝혔다.