[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 양자컴퓨터 상용화의 최대 난제였던 고가의 극저온 냉각 설비와 장비 대형화 문제를 동시에 해결할 수 있는 소재 및 공정 원천기술을 개발했다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 위상절연체 기반 양자소자 핵심 기술을 통해 기존보다 높은 온도에서도 안정적으로 작동하는 차세대 초전도 큐빗 구현 발판을 마련했다고 28일 밝혔다.
실험실 단계를 넘어 실제 산업 공정에 즉시 적용 가능한 4인치 웨이퍼 기반 기술을 확보함으로써 양자컴퓨터 실용화 시기를 앞당길 가능성이 높아졌다.
기존 초전도 양자컴퓨터는 0.001K(켈빈) 수준의 극저온 환경에서만 구동돼 수십억 원대에 달하는 대형 냉각 장비인 희석냉동기 구축이 필수적인 상황이다.
연구진은 구동 온도를 기존보다 약 100배 높은 1~4K까지 끌어올려 극저온 유지에 따른 기술적·경제적 한계를 극복할 수 있는 소재 기술을 개발했다.
이 기술이 상용화되면 고가의 특수 냉동기 대신 범용 냉동기를 사용할 수 있게 돼 전체 냉각 시스템 구축 비용을 현재의 10% 수준으로 낮출 수 있을 것으로 전망된다.
또 냉각 설비의 단순화로 컨테이너 규모였던 양자컴퓨터 장비 크기를 서버 랙 수준으로 대폭 줄일 수 있어 산업 현장 도입도 한결 용이해질 전망이다.
이우정 위상절연체창의연구실장은 “이번 성과는 소재 성장부터 계면 제어까지 전 주기 기술을 확보했다는 데 의미가 있다”며 “향후 확보된 소재 기술과 초전도 공진기 기술을 결합해 1~4K에서 동작하는 경제적이고 실용적인 양자컴퓨팅 플랫폼 구현을 추진할 계획”이라고 설명했다.
연구진은 앞으로 1~4K 구동 초전도 큐빗 소자 완성을 목표로 이종접합 구조와 공진기 기술을 고도화하는 등 통합 플랫폼 개발에 연구 역량을 집중할 방침이다.
