나스닥 IPO 흥행한 '퀀티넘', 세계 최고 수준 트랩이온 양자컴 개발
2026.06.18 00:00
초전도보다 성능 우위 분명하지만
실용 연산에 활용 가능할진 과제로
"韓, 양자와 반도체 연결 접근 필요"
양자컴퓨터 기업 '퀀티넘(Quantinuum)'이 트랩이온 방식을 이용한 최고 성능의 양자 프로세서 개발에 성공했다고 밝혔다. 4일(현지시간) 미국 나스닥 시장에서 시가총액 160억 달러(약 24조 원)를 달성하며 기업공개(IPO)에 성공한 퀀티넘이 경쟁사와의 기술 격차 벌리기에 나섰다는 평가가 나온다.
퀀티넘과 미국 듀크대 공동 연구진은 98큐비트 트랩이온 양자컴퓨터 ‘헬리오스’ 개발 결과를 18일 국제학술지 ‘네이처’에 공개했다.
영국 기업 '캠브리지 퀀텀'과 미국 기업 '하니웰'의 합작 회사인 퀀티넘은 트랩이온 방식의 양자컴퓨터를 개발한다. 이온(원자가 전하를 띠는 상태)을 레이저로 포박해 양자컴퓨터의 연산 단위인 ‘큐비트’를 구현하는 방식이다. 연산 신뢰도가 높고, IBM 등이 개발한 초전도 방식의 양자컴퓨터와 달리 극저온을 유지할 필요가 없다. 그러나 큐비트 확대가 어려워 퀀티넘이나 아이온큐 같은 트랩이온 양자컴퓨터 기업들의 기존 기술은 30큐비트 수준에 머물러 있었다.
연구진은 헬리오스가 기존의 약 3배에 달하는 큐비트를 구현하면서도 슈퍼컴퓨터의 성능을 능가하는 ‘양자우위’를 달성했다고 밝혔다. 연구진은 이를 위해 바륨 이온 큐비트를 바탕으로 양자 전하 결합 소자(QCCD)라는 구조를 개발했다. 이 구조는 연산과 저장(메모리) 영역을 분리해 자원을 효율적으로 분배한다. 연산-메모리 분리 구조는 2002년 제안됐지만 큐비트 수 확대에는 한계가 있었는데, 퀀티넘이 이를 극복했다는 평가다. 연구진은 두 영역을 연결하는 특수 구조를 더해 큐비트 연결성을 높이고 대규모 계산 효율도 개선했다.
헬리오스의 양자우위는 초전도를 비롯한 다른 방식의 양자컴퓨터로 구현한 것보다 신뢰도가 높다고 평가받는다. 김기환 기초과학연구원(IBS) 트랩이온 양자과학 연구단장은 “2019년 구글이 초전도 시스템으로 양자우위를 처음 달성했지만, 성공 확률이 0.1%로 매우 낮았다”며 “이번 연구는 5% 수준의 성공 확률을 달성해 양자 시스템이 특정 문제에서 고전 컴퓨터를 넘어설 수 있음을 훨씬 설득력 있게 보여줬다”고 설명했다. 다만 다양한 실용적 연산에 활용이 가능할지를 증명하는 건 과제로 남았다.
한국에서도 트랩이온 방식의 양자 하드웨어 연구를 진행 중이나, 이번 연구로 분명한 격차가 드러났으니 좀 더 효율적인 접근법이 필요하다는 목소리가 나온다. 최근 아이온큐 같은 양자컴퓨터 기업들이 반도체 파운드리 기업을 인수하며 칩 제조에 관심을 보이는 만큼 한국의 강점을 활용해야 한다는 시각이다. 권석준 성균관대 화학공학부 교수는 “양자 하드웨어에서 해외 기업과 제휴하며 일부는 자체 개발하는 투트랙 전략을 추진하되, 반도체 제조 비교우위를 활용해 공급망 핵심을 확보하는 구도를 설계할 필요가 있다”고 말했다.
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