인텔이 양자 컴퓨팅용 12큐비트 실리콘 칩 '터널 폴스'를 개발해 양자 연구 커뮤니티에 제공한다고 19일 발표했다.
이날 인텔이 공개한 터널 폴스는 최초의 실리콘 스핀 큐비트 반도체다. 실리콘 스핀 큐비트에서 정보(0/1)는 단일 전자의 스핀(위/아래)에 인코딩되는 특징을 가지고 있다. 큐비트는 양자컴퓨팅에서의 기본 정보 단위다. 각 큐비트는 단일 전자 트랜지스터의 형태를 띄고 있어, 하이브리드 상보성 금속 산화물반도체(CMOS) 논리 공정 라인에서 사용되는 것과 유사한 과정으로 제조가 가능하다는 장점이 있다.
현재, 터널 폴스는 미국 오레곤주에 위치한 D1에서 극자외선(EUV) 및 게이트·접촉 처리 기술 등을 통해 생산된다. 웨이퍼는 2만4000개 이상의 퀀텀닷 디바이스 생산이 가능하며, 95% 수율 달성에 성공했다.
인텔은 실리콘 스핀 큐비트가 최첨단 트랜지스터와 시너지 효과를 낼 수 있어 타 큐비트 기술에 비해 우수하다고 설명했다. 인텔 관계자는 "실리콘 큐비트는 타 큐비트 유형(약 50나노미터)보다 최대 백만 배 작기 때문에 효율적인 확장이 가능하다"고 강조했다.
인텔은 해당 반도체를 양자 컴퓨팅 연구 발전을 위해 국가 차원의 양자 정보 과학(QIS) 연구 센터인 메릴랜드 대학교 칼리지 파크 큐비트 공동 연구소(LQC)의 물리 과학 연구소(LPS)와 협력한다고 밝혔다.
짐 클라크 인텔 양자 하드웨어 담당 디렉터는 "인텔 장기 전략에서 터널 폴스 출시는 풀스택 상용 양자 컴퓨팅 시스템을 구축하기 위한 다음 단계다"라며 "내결함성 양자 컴퓨터로 가는 과정에서 해결해야 할 근본적인 질문과 도전과제가 여전히 남아 있지만, 학계는 해당 기술을 탐구하고 연구 개발을 더욱 가속화할 수 있다"고 말했다.
인텔은 컴퓨팅 파운드리용 큐비트(QCF) 프로그램의 일환으로 미 육군 연구소를 통해 LQC와 협업해 양자 칩 연구 실험실을 제공하고 있다. LQC와의 협력을 통해 연구진은 스핀 큐비트의 확장된 어레이와 실제 작업 경험을 쌓을 수 있을 것으로 전망된다. 프로그램에 참여 중인 양자 연구소는 LPS, 샌디아 국립 연구소, 로체스터 대학교, 위스콘신-메디슨 대학교 등이다. LQC는 인텔과 협업해 더 많은 대학과 연구소가 터널 폴스를 이용할 수 있도록 노력할 예정이라고 설명했다.
한편, 인텔은 터널 폴스를 기반으로 한 양자 칩을 개발 중이며, 2024년에 공개할 예정이다.
디일렉=노태민 기자 [email protected]
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