2025년 7월 4일
이 글은 어플라이드 머티어리얼즈 퀀텀 디바이스 엔지니어 제이크 로치먼(Jake Rochman)이 작성했습니다.
전 세계 첨단 반도체 및 디스플레이를 위한 재료공학 솔루션 선도 기업, 어플라이드 머티어리얼즈(Applied Materials)는 재료공학의 전문성을 바탕으로 차세대 혁신 기술 개발을 주도하고 있다. 이 가운데, 양자 컴퓨팅은 미래의 가장 혁신적인 기술 가운데 하나로 주목받고 있다. 기존의 가장 강력한 슈퍼컴퓨터로도 해결할 수 없는 복잡한 문제들을 해결할 수 있는 잠재력을 지닌 양자 컴퓨팅은 전 세계적으로 큰 관심과 기대를 모으고 있다.
최근 어플라이드는 오픈 이노베이션 워크숍을 개최해 학계, 업계 및 정부 기관의 리더들과 함께 양자컴퓨팅, 네트워킹, 센싱 등 양자 기술의 고부가가치 문제와 기회에 대해 논의했다. 이번 행사는 오류를 줄인 향상된 큐비트와 양자 컴퓨팅 확장 전략에 집중했던 지난 해 워크숍에 이은 후속 행사이다.
전문가들과 함께 나눈 인사이트
어플라이드는 양자 기술 하드웨어의 최근 발전 방향과 향후 과제를 평가하기 위해 업계 최고의 전문가들을 초청했다. 주요 목표는 양자 기술을 현실화하기 위한 핵심 과제를 파악하는 것이었다.
주요 양자 컴퓨팅 기업의 전문가들은 내결함성(fault-tolerant) 양자 컴퓨팅을 위한 오류 수정이 가능한 논리 큐비트(logical qubits) 개발과 관련된 최신 연구 결과를 공유하는 한편, 산업용 애플리케이션을 위한 하드웨어 시스템 확장을 위한 첨단 제조 및 패키징의 필요성을 강조했다.
어플라이드의 기술진은 최첨단 노드 반도체와 새로운 광자 응용기술을 가능하게 하는 재료 공학의 광범위한 역량을 소개하며, 양자 컴퓨팅 기술에 활용되는 역량에 대한 큰 관심을 불러 일으켰다.
또한 어플라이드의 벤처캐피털 부문인 어플라이드 벤처스(Applied Ventures)와 협력해, 유망 스타트업들이 양자 기술 생태계에 중요한 역할을 할 혁신 기술을 선보였다.
워크숍 종료 후, 참석자들은 최신 반도체 공정 기술 및 장비의 신속한 개발과 테스트에 사용되는 120여 개의 최첨단 제조 툴이 있는 메이단 기술 센터(Maydan Technology Center)를 방문해, 어플라이드의 반도체 역량을 확인했다.
▲Applied Materials Maydan 기술 센터
재료 공학을 통한 양자 컴퓨팅 전환점 실현
양자 컴퓨팅은 최근 업계 리더들의 논리 큐비트와 양자 오류 수정 기술 시연을 통해 상당한 진전을 이뤘다. 이러한 최근의 발전은 광범위한 열기를 불러 일으키는 동시에, 양자 컴퓨터 프로세서 크기를 빠르게 성장시켜 논리 큐비트의 오버헤드를 줄이고 확장 가능한 하드웨어 아키텍처를 구현하기 위해 물리 큐비트 오류율 개선이 중요하다는 필요성을 강조했다.
오류율을 줄이고 양자 하드웨어를 확장하기 위해서는 양자 컴퓨팅 업계가 고성능 솔루션을 산업 규모로 구현해온 반도체 산업의 첨단 역량을 활용하는 것이 중요하다.
중요한 문제를 해결할 수 있는 내결함성 양자컴퓨팅을 실현하는 것은 매우 어려운 과제이다. 이를 위해서는 아키텍처, 제어 시스템, 슈퍼컴퓨터 프로세싱, 애플리케이션, 알고리즘, 큐비트 하드웨어 등 양자 컴퓨팅 생태계의 다양한 유관 기관의 협업이 필수적이다. 업계 리더들은 내결함성 양자 컴퓨터를 구현하기 위한 요구 사항을 정의하고 기술 솔루션을 개발하는 것이 중요하다.
어플라이드 머티어리얼즈는 대규모 시스템 내에서 낮은 오류율, 높은 균일성 및 반복성을 요구하는 차세대 양자 컴퓨팅 하드웨어를 구현하기 위해 재료공학 분야의 전문성을 제공할 준비가 되어 있다. 양자 기술의 잠재력을 실현하기 위해서는 양자 기술 생태계 전반의 협력이 필수적이다.