독일 삭손 큐, 상온 작동 100큐비트 양자 컴퓨터 상용화

독일의 양자 컴퓨팅 기업 삭손 큐(SAXON Q)가 거대한 초저온 냉각 장치나 실험실 환경 없이 작동하는 100큐비트 이상 규모의 다이아몬드 기반 양자 프로세서를 세계 최초로 개발하고 상용 출시를 발표했다.
21일(현지시각) 과학 기술 전문매체 인터레스팅 엔지니어링에 따르면 삭손 큐는 최대 128큐비트를 지원하는 ‘SXQ128’과 512큐비트를 지원하는 ‘SXQ512’ 시스템을 선보였다. 이는 다이아몬드 질소-공극(NV) 센터 기반 양자 컴퓨터 중 10큐비트 한계를 뛰어넘어 상용화 단계에 진입한 최초의 사례다.


기존 양자 컴퓨터는 극저온 희석 냉장고와 액체 헬륨 등 까다로운 고진공 환경이 필수적이었다. 반면 삭손 큐는 합성 다이아몬드 내부의 원자 규모 결함인 '질소-공극(NV) 센터'를 활용해 상온에서 전자 및 핵 스핀을 제어하는 데 성공했다.

그동안 다이아몬드 프로세서 제조 분야는 큐비트 전환 수율이 1~10% 수준에 불과해 난항을 겪어왔다. 삭손 큐는 특허받은 황 동시 주입 공정을 도입해 큐비트 생성 수율을 85% 이상으로 대폭 끌어올리며 고밀도 다이아몬드 프로세서의 양산 기틀을 마련했다.
이 시스템은 99.92%의 게이트 충실도를 기록해 1,000번의 연산당 평균 1개 미만의 오류만 발생시킨다. 이러한 높은 안정성을 바탕으로 양자 상태를 성능 저하 없이 장기간 유지할 수 있어 고난도 실제 작업 처리가 가능하다.


삭손 큐의 양자 컴퓨팅 시스템은 별도의 특수 환경 제어 장치 없이 일반 전력을 사용하는 표준 서버 랙에 직접 설치할 수 있다. 동일한 작업 부하를 처리하는 GPU 클러스터와 비교했을 때 에너지 소모량을 6배에서 최대 10배까지 절감할 수 있는 점도 큰 강점이다.

멀티코어 운영체제(OS)로 작동하는 해당 하드웨어는 SXQ128에서 코어당 8개, SXQ512에서 코어당 16개의 완전 얽힘 큐비트를 제공한다. 모듈식 구조로 설계돼 초기 소규모 구축 후 필요에 따라 연산 용량을 단계적으로 확장할 수 있다. 주요 적용 분야로는 양자 합성곱 신경망(QCNN), 복잡한 물질 연구, 변분 알고리즘, 양자 화학 시뮬레이션 등이 꼽힌다.

삭손 큐 하드웨어의 초기 버전은 이미 독일항공우주센터(DLR)와 프라운호퍼 IWU 등 주요 연구 기관에 도입되어 가동 중이다.

인터레스팅 엔지니어링에 따르면 프라운호퍼 연구소 관계자는 "2025년 6월부터 소재 가공 및 로봇 공학 최적화를 위해 모바일 양자 시스템을 도입했다"며 "설치 이후 상온에서 지속 가동 중이며 제시된 사양을 뛰어넘는 뛰어난 성과를 보여주고 있다"고 평가했다.

마리우스 그룬드만 삭손 큐 공동 창립자 겸 최고경영자(CEO)는 "SXQ128과 SXQ512는 상주 전문가 팀 없이도 지속적이고 안정적으로 작동하는 양자 컴퓨터"라며 "지난 30년간 다이아몬드 양자 컴퓨팅의 걸림돌이었던 제조 공정 문제를 완벽히 해결했다"고 밝혔다.

현재 220개 이상의 특허를 보유한 SAXON Q는 향후 1만 큐비트 아키텍처 구축 및 칩 규모 코프로세서 개발을 목표로 하고 있다. 두 모델 모두 현재 주문이 진행 중이며, SXQ128은 3개월 이내, 고용량 모델인 SXQ512는 2027년 2분기부터 순차적으로 배송될 예정이다.

이인수 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com