'반도체 강국' 韓 강점 살린다···노르마, 네덜란드 TNO와 스핀 큐비트 양자컴 개발 시동

반도체 공정 기반 QPU 공동 개발 추진
“2년 내 아시아 최초 상용 모델 목표”

[이데일리 강민구 기자] 국내 양자컴퓨팅 기업 노르마(Norma)가 네덜란드 정부 산하 응용과학연구기관 TNO와 손잡고 반도체 기반 스핀 큐비트 양자컴퓨터 개발에 본격 나선다. 국내 반도체 제조 인프라를 활용해 양자컴퓨팅 상용화 속도를 높이고, 2년 내 아시아 최초 상용 모델 출시를 목표로 한다.

노르마와 TNO는 26일 서울 성동구 노르마 본사에서 기술 간담회를 열고, 스핀 큐비트 기술과 양자컴퓨터 핵심 연산 장치인 QPU(Quantum Processing Unit) 개발 계획을 공개했다. 양사는 오는 7월 전략적 업무협약(MOU)을 체결하고 공동 연구개발에 착수할 예정이다.

정현철 노르마 대표(왼쪽)와 박병훈 TNO 한국 대표.(사진=이데일리 강민구 기자)

TNO는 네덜란드 정부 산하 응용과학연구기관으로, 산업 현장 적용을 목표로 첨단 기술 연구와 상용화를 추진하는 유럽 대표 연구기관이다. 특히 실리콘 기반 스핀 큐비트와 양자 네트워크 분야에서 선도적인 연구를 이어오며 유럽 양자 생태계 구축을 주도하고 있다.

이날 행사에서는 박병훈 TNO 한국 대표가 스핀 큐비트 기반 QPU 견본을 공개하고, 제작 과정과 기술적 특징을 설명했다. 노르마는 이를 바탕으로 국내 반도체 제조 인프라를 활용한 QPU 개발에 본격 착수할 계획이다.

스핀 큐비트는 전자의 스핀 방향을 이용해 정보를 처리하는 양자컴퓨팅 기술로, 실리콘 반도체 기반 구현이 가능하다는 점이 가장 큰 특징이다. 전자를 양자점에 가두고 자기장이나 마이크로파를 이용해 스핀 상태를 제어하는 방식으로 작동하며, 기존 반도체 제조공정(CMOS)과 높은 호환성을 갖춰 삼성전자, SK하이닉스(000660), TSMC 등 기존 반도체 생산시설에서도 제작이 가능하다는 장점이 있다.

이 때문에 스핀 큐비트는 높은 집적도와 대량 생산 가능성을 바탕으로 ‘양자컴퓨터의 CMOS화’를 실현할 핵심 기술로 평가받는다. 기존 반도체 제조 공정을 그대로 활용할 수 있어, 국내 반도체 생산라인에서 양자칩을 제조할 수 있는 가능성도 주목받고 있다.

그동안 스핀 큐비트는 연구개발 단계에 머무는 기술로 여겨졌지만, 최근 들어 퀀텀모션, 실리콘 퀀텀 컴퓨팅, 디락 등 글로벌 기업들이 상용화에 속도를 내면서 현실적인 양자컴퓨터 구현 방식으로 부상하고 있다.

양사는 앞으로 반도체 공정 기반 QPU 아키텍처 공동 개발, CMOS 공정 연계 양자칩 설계, 양자컴퓨팅 테스트베드 구축 및 검증 등을 주요 협력 과제로 추진할 계획이다. 궁극적으로는 풀스택 양자컴퓨터 구현을 목표로 한다.

업계에서는 이번 협력이 양자컴퓨터 상용화의 현실적 경로를 제시하는 동시에, 반도체 강국인 한국의 산업 경쟁력을 양자컴퓨팅 분야로 확장할 수 있는 계기가 될 것으로 보고 있다.

박병훈 TNO 한국 대표는 “반도체 제조 역량이 뛰어난 한국과의 협력을 통해 시너지를 창출하고자 한다”며 “노르마와 함께 향후 호라이즌 유럽 등 국제 공동연구를 추진해 연구개발을 넘어 산업화로 이어지기를 기대한다”고 말했다.

정현철 노르마 대표는 “스핀 큐비트는 기존 반도체 산업 인프라를 활용할 수 있다는 점에서 양자컴퓨터 상용화의 가장 현실적인 접근 방식 중 하나”라며 “한국의 반도체 경쟁력이 미래 양자컴퓨팅 경쟁력으로 이어질 수 있도록 협력을 이어가겠다”고 밝혔다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)