SAXON Q, 상온 다이아몬드 양자컴퓨터 3큐비트 그로버 탐색 77.3% 달성…초전도 벤치마크 78%에 근접

실험 개요와 성과 수치

SAXON Q 연구팀은 드레스덴의 Fraunhofer IWU에 설치된 자사 시스템을 활용해 2025년 6월 그로버 탐색 알고리즘 벤치마크를 수행했다. 8개 항목 가운데 단일 목표를 찾는 3큐비트 탐색에서 77.3%의 성공률을 보였으며, 이는 같은 조건에서 고전 컴퓨터가 낼 수 있는 이론적 한계인 37.5%를 크게 웃도는 수치다. 두 개의 목표를 동시에 탐색하는 조건에서는 87%의 성공률을 달성했고, 이 역시 고전 한계 46.4%를 상회했다. 연구팀은 이번 결과가 NV 센터 하드웨어 기반으로는 최초의 3큐비트 그로버 탐색 시연이자, 상온 양자컴퓨터 가운데 보고된 최고 성능이라고 밝혔다.

그로버 알고리즘이 벤치마크로 쓰이는 이유

그로버 탐색 알고리즘은 정렬되지 않은 목록에서 특정 항목을 찾는 데 고전 방식보다 적은 연산 단계를 요구한다. 큐비트 초기화·단일 및 다중 큐비트 게이트·반복 연산·최종 판독을 모두 포함하는 전 과정을 순차적으로 실행하기 때문에, 개별 소자 성능이 아닌 시스템 전체의 통합 성능을 측정하는 지표로 활용된다. 최적화, 금융 분석, 암호 등 다양한 양자 응용의 핵심 구성 요소이기도 하다.

전력·인프라 요건 비교

이번 실험에 사용된 시스템은 약 600와트를 소비하며, 극저온 냉각 장치나 진공 설비 없이 상온에서 작동한다. 초전도 양자컴퓨터는 동작을 위해 25킬로와트 이상의 전력과 희석 냉동기를 필요로 하며, 이온트랩·중성원자 방식 역시 초고진공과 레이저 냉각이 필수다. 에너지 소비 측면에서만 보면 40배 이상의 차이가 존재한다.

기술적 핵심: 핵스핀 연산

SAXON Q의 방식은 다이아몬드 내 NV 센터를 활용하되, 기존 전자스핀 방식과 달리 원자의 핵스핀에서 양자 정보를 처리한다. 이를 통해 양자 정보 저장 시간을 초기 전자스핀 기반 NV 데모 대비 약 1,000배 연장한 것이 성능 향상의 주요 원인으로 제시됐다. Fraunhofer IWU 연구진은 논문 공동 저자로 참여해 결과 검증에 기여했으며, 산업 최적화 및 로보틱스 분야 응용 가능성을 언급했다.

후속 제품 로드맵과 한계

이번 실험은 SAXON Q의 구세대 시스템으로 수행됐다. 2026년 7월 발표된 신제품 SXQ128은 현재 주문 가능하며, SXQ512는 2027년 2분기 출하가 예정돼 있다. 다만 이번 결과는 자사 보도자료를 통해 발표된 것으로, 동료 검토(peer review) 완료 여부가 명시되지 않아 독립적 재현 검증이 필요하다. 3큐비트 규모를 넘어 실용적 문제를 해결하는 수준의 확장성 검증 역시 과제로 남아 있다.