128큐비트 다이아몬드 양자시스템 등장

독일 양자 컴퓨팅 스타트업 삭손 큐가 합성 다이아몬드를 이용해 최대 128큐비트를 지원하는 양자 컴퓨터를 공개했다. 100큐비트가 넘는 다이아몬드 기반 시스템이 나온 것은 이번이 처음이다. 장비는 서버 랙에 설치할 수 있으며, 초전도 방식에 필요한 극저온 냉각 설비 없이 상온에서 작동하고 교류 전원에 직접 연결된다.

이 시스템은 합성 다이아몬드의 질소-공극(NV) 센터를 큐비트로 활용한다. 탄소 원자의 자리를 질소 원자가 대신하고 그 주변에 원자가 비어 있는 공간이 생긴 구조다. 특수 레이저로 질소 원자의 전자를 특정 상태로 제어한 뒤 마이크로파 펄스로 양자 상태를 조작해 정보를 저장하고 연산한다. 삭손 큐는 빈 공간을 만들 때 황을 함께 주입해 오류 수정 전 큐비트 생성 수율을 99.92%로 높였다고 밝혔다.

다이아몬드의 독특한 광학 특성은 1970년대 일부 다이아몬드가 특정 조건에서 선명한 붉은빛을 내는 현상으로 처음 확인됐다. 후속 연구에서 내부 원자 구조의 결함이 원인으로 밝혀졌고, 자연에서는 드문 질소 결함을 실험실의 합성 다이아몬드에 구현하는 기술로 이어졌다. 삭손 큐 공동 창립자이자 라이프치히대학교 실험물리학 교수인 마리우스 그룬드만은 10큐비트 장벽을 넘은 핵심을 새로운 재료에서 찾았다.

삭손 큐가 제시한 최신 단일 큐비트 연산 정확도는 99.98%지만 아직 독립적인 검증을 거치지 않았다. 회사는 내년에 512큐비트급 제품을 내놓고 2030년 이후 1만 큐비트 이상으로 확장할 계획이다. 냉각 장비와 복잡한 현장 관리가 필요 없는 구조는 기업과 연구기관의 자체 알고리즘 실행에 유리하며, 자율주행차와 로봇처럼 지연을 줄여야 하는 엣지 환경에도 적용 가능성이 있다. 실제 성능과 상용화 이후의 확장성은 추가 검증이 필요한 과제로 남았다.