QuiX Quantum, 네덜란드 100큐비트 광자 양자컴퓨터 미션 2028년 착수

단순 부품 연구를 넘어 전체 스택 최적화로

이번 네덜란드 광자 양자컴퓨팅 국가 미션의 핵심 설계 원칙은 개별 부품의 성능 향상이 아니라, 공통 오류 예산 아래 광자 양자 스택 전층을 동시에 최적화하는 것이다. 측정 기반 광자 양자 아키텍처는 수동 광 경로 손실, 비결정론적 단광자 방출, 검출 효율 한계, 피드포워드 스위칭 지연이라는 네 가지 물리적 병목이 서로 중첩돼 성능 저하를 가중시킨다. 컨소시엄은 이를 각각 독립 과제로 연구하는 대신, 12개 세부 목표에 걸쳐 하나의 오류 예산으로 묶어 관리한다.

7개 기술 계층과 파트너 역할 분담

웨이브가이드 및 변조 계층은 imec이 맡아 초저손실 실리콘질화물(Si₃N₄) 광자집적회로와 고속 전기광학 변조기를 개발한다. 광섬유-칩 패키징은 PHIX와 MicroAlign의 협업으로 접합면당 0.1 dB라는 엄격한 결합 손실 목표를 향해 자동 정렬 공정을 고도화한다.

단광자 생성 계층에서는 트벤테대학과 에인트호번공과대학이 오류 허용 임계값 이하의 준결정론적 단광자 방출원과 자원 상태 생성 기술을 함께 연구한다. 광자 검출은 라이덴대학과 에인트호번공과대학이 도파로 집적형 광자수분해(PNR) 검출기 및 단광자 사태다이오드(SPAD) 어레이를 개발하며 담당한다.

전자 제어 계층의 핵심은 Bruco-IC의 플립칩 방식 맞춤형 ASIC이다. 현재 150 ns 수준인 피드포워드 지연 시간을 10 ns 미만으로 15배 이상 단축하는 것이 목표다. 광자가 다음 간섭계 단계에 도달하기 전에 위상 변환기와 광학 스위치를 실시간 재설정하려면 이 수준의 지연 단축이 필수적이다. 에인트호번공과대학은 역설계 알고리즘과 후공정 광학 트리밍으로 웨이퍼 단위 수율 편차를 완화하는 역할도 추가로 담당한다.

국제 공급망과 중장기 로드맵

이번 국가 미션은 네덜란드 국내에 머물지 않는다. 네덜란드-대만 TechBridge 프레임워크를 통해 QuiX Quantum은 Brillink와 고효율 SPAD 어레이 개발을 협력 중이며, 컨소시엄 파트너 MicroAlign은 대만 Largan과 대량 생산 가능한 초저손실 광섬유 어레이 연결 기술을 공동 개발하고 있다. 이러한 공급망 협력은 QuiX Quantum이 독일항공우주센터(DLR QCI)에 납품 중인 하드웨어와도 직접 연결된다.

중장기적으로 QuiX Quantum은 손실 허용(loss-tolerant) 설계 원칙을 적용한 Dedalo 아키텍처를 통해 2028~2030년 사이 논리 큐비트 시연을 목표로 하고 있다. 이번 국가 미션의 12개 세부 목표들은 그 선결 과제를 체계적으로 처리하기 위한 로드맵이기도 하다.