[CBC뉴스] 양자 컴퓨팅과 네트워킹 분야의 선두주자 아이온큐(IonQ, NYSE: IONQ)가 대규모 양자 네트워크와 클러스터 컴퓨팅을 구현하기 위한 핵심 하드웨어에서 중요한 진전을 이뤘다. 아이온큐는 다이아몬드 소재 전문 기업인 디비어스 그룹 산하 엘리먼트 식스(Element Six)와 협력해, 표준 반도체 제조 공정으로 가공 가능한 ‘양자급 합성 다이아몬드 필름’을 개발했다고 4일(현지시간) 밝혔다.

합성 다이아몬드는 양자 메모리 시스템과 개별 양자컴퓨터를 연결하는 광자 인터커넥트 구축에 필수적인 소재다. 이번 혁신으로 합성 다이아몬드를 반도체 칩 제작 공정에 적용할 수 있게 되면서, 아이온큐는 양자 시스템의 대량 생산 및 산업 수준의 양자 네트워크·양자 컴퓨팅 장치 제조에 한 걸음 더 다가서게 됐다.

아이온큐의 니콜로 드 마시 회장 겸 CEO는 “파운드리 호환 양자급 다이아몬드 필름은 광자 인터커넥트, 컴퓨팅 프로세서, 양자 네트워킹 분야에서 게임 체인저가 될 것”이라며 “이 기술을 통해 상업적 양자 네트워크에 필요한 고성능 시스템을 일관되게 대량 생산할 수 있을 것”이라고 말했다.

또한 얇은 합성 다이아몬드 필름의 산업화 가능성은 양자컴퓨팅을 넘어 양자 센싱 등 인접 분야로도 확장될 수 있다. 엘리먼트 식스의 시오반 더피 CEO는 “합성 다이아몬드는 양자 기술 전반에 걸쳐 가장 유망한 플랫폼 중 하나”라며 “이번 성과가 고성능 장치의 대규모 제작을 가능케 할 것”이라고 강조했다.

과거에는 미세·나노 구조 장치 제작에 필요한 엄격한 소재 조건 때문에 연구개발(R&D) 수준의 맞춤형 제작에 그쳤으나, 아이온큐의 새 접근법은 이를 넘어섰다. 합성 다이아몬드 필름을 실리콘, 실리콘 나이트라이드 같은 일반 기판에 접합할 수 있게 되면서 두 가지 큰 성과가 가능해졌다.

첫째, 파운드리 호환성이다. 합성 다이아몬드 기반의 양자 장치를 이제는 1조 달러 규모의 반도체 산업에서 활용되는 동일한 장비와 공정을 통해 생산할 수 있게 됐다. 이는 양자 메모리와 센서 같은 핵심 장치들을 신뢰성 있게 대량 생산할 수 있는 길을 연 것이다.

둘째, 이종 통합이다. 합성 다이아몬드를 기반으로 한 양자 메모리를 스위치, 변조기, 전자 제어층 등 비(非)다이아몬드 소재 장치와 한 칩 위에서 결합할 수 있는 기술적 토대가 마련됐다. 이를 통해 양자와 기존 전자 장치가 융합된 하이브리드 시스템 구현이 가능해지면서, 상용 양자 네트워크의 완성도를 높일 수 있게 됐다.

이번 성과는 아이온큐가 최근 인수한 라이트싱크(Lightsynq)의 광자 인터커넥트 및 양자 메모리 기술과도 맞물린다. 이를 통해 아이온큐는 확장성과 내결함성을 갖춘 차세대 양자 시스템 상용화 로드맵을 더욱 앞당길 전망이다.

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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 한동준 기자