9초 지속 실리콘 큐비트, 양자컴퓨터 확장 새 돌파구

영국에 기반을 둔 4년차 스타트업 퀀텀 모션(Quantum Motion)은 스마트 폰에서 사용되는 것과 유사한 표준 실리콘 칩에서 9초간 안정적인 큐비트를 생성했다.

UCL 나노 전자공학 교수겸 ‘Quantum Motion’ 공동 창립자 존 몰튼(John Morton)은 “우리는 이미 생산하고 있는 CMOS 칩을 해킹해 양자 컴퓨팅을 다른 방식으로 보고 싶었다”고 말했다.

Quantum Motion 팀은 절대 영도(-273 ° C)보다 약간 높은 온도로 칩을 냉각하고 작은 트랜지스터를 사용해 단일 전자를 분리하고 9초 동안 양자 상태를 측정할 수 있었다. 이 발견은 동료 검토를 거쳐 과학 저널 ‘PRX Quantum’에 발표됐다.

9초는 양자 상태가보다 일반적으로 나노초 단위로 측정되는 양자 컴퓨팅 세계에서는 상상할 수 없을 정도로 긴 시간이다. 이는 초전도 접근 방식을 사용하는 기존 거대 기업이 달성한 것보다 수십 배 더 길다

네델란드 델프트에 기반을 둔 스타트업 ‘QuTech’와 협력해 유사한 실리콘 기반 접근 방식을 테스트하고 있는 칩 제조업체 인텔조차 0.4 밀리 초에 불과하다.

양자 기술에 관해서는 소규모 회사가 여전히 큰 회사보다 큰 발전을 이룰 수 있다는 가능성을 제시한다.

Quantum Motion 기술이 이미 존재하는 실리콘 칩 산업을 활용해 “산업 규모의 양자 칩 생산으로가는 지름길을 위한 청사진”이 될 수 있다고 말했다.

실리콘은 원자 핵의 98%가 측정되는 전자의 스핀을 방해하는 스핀이 없는 소위 “조용한 물질”로 큐비트를 만드는 데 이미 이상적이라는 설명이다.

그러나 더 중요한 것은 실리콘 접근 방식이 작동한다면 양자 컴퓨터 산업은 새로운 칩 파운드리 세트를 구축할 필요가 없으며 이미 존재하는 인프라를 사용할 수 있다는 것이다. 또한 동일한 실리콘 칩 및 트랜지스터 아키텍처를 사용하는 경우 양자 컴퓨터와 클래식 컴퓨터를 결합하는 것이 더 쉬울 것이다.

실험은 UCL 저온 실험실에서 일하는 박사 과정 학생 버지니아 실리아노 테젤(Virginia Ciriano Tejel)이 동료들과 수행했다.

물론 Quantum Motion은 단 하나의 큐비트만 시연했다. 이는 Google과 IBM 등이 달성 한 50개 이상의 큐비트에 비해 그다지 인상적이지 않을 수 있다. 그러나 목표가 양자 컴퓨터가 진정으로 사용할 수 있게 될 것으로 믿어지는 수준인 백만개 이상의 큐비트에 도달하는 것이라면 그 차이는 미미하다.

일부 양자 컴퓨팅 기술은 수천 큐비트로 확장할 때 상당히 부피가 클 수 있다. 그러나 이론적으로는 Quantum Motion의 전자 스핀 큐비트 백만 개가 1cm 정사각형 칩에 패킹될 수 있다. 칩을 절대0도에 가까운 수준으로 유지하려면 정교한 샹들리에와 같은 냉장고가 필요하지만 서버 랙과 비슷한 크기의 냉장고 하나로도 많은 칩을 담을 수 있다.

현재 20여명으로 구성된 팀이 있는 Quantum Motion은 작년에 네덜란드 VC INKEF Capital이 이끄는 £ 8m Series A 펀딩을 모금했다. Octopus Ventures는 새로운 투자자로, 기존 펀더는 IP Group, Oxford Sciences Innovation 및 Parkwalk Advisors 참여했다.

Quantum Motion은 보다 쉽게 ​​구할 수 있는 재료로 양자 컴퓨팅 구성 요소를 만들려고 하는 여러 양자 컴퓨터 회사 중 하나다. 예를 들어 영국에 기반을 둔 ORCA는 통신 업계에서 사용되는 표준 광 케이블을 사용해 큐비트로 사용할 단일 광자를 분리한다. 이러한 접근 방식이 성공한다면 양자 컴퓨터 구축 비용을 수천만 달러에서 100만 달러 미만으로 크게 줄일 수 있다.