UbiQD, 뉴멕시코 20만 달러 지원으로 상온 단일광자 양자점 광원 개발 착수

지원금 개요 및 개발 목표

UbiQD는 뉴멕시코주 양자기술상을 통해 20만 달러를 확보하고, 로스알라모스 본사에서 광학 장비 구입과 소자 프로토타이핑을 진행할 계획이다. 이번 과제의 핵심 목표는 냉각 장치 없이 상온에서 광섬유에 직결해 광자를 한 번에 정확히 한 개씩 방출하는 광원을 구현하는 것이다. 이러한 단일광자 광원은 광자 기반 양자컴퓨팅은 물론, 장거리 양자통신망 구축에도 필수적인 핵심 부품으로 꼽힌다.

기존 단일광자 광원의 한계

현재 주류인 초전도 큐비트 방식 양자컴퓨터는 절대영도에 가까운 극저온 냉각 환경을 요구한다. 반면 광자 기반 시스템은 냉각 부담이 훨씬 적고, 광자가 광섬유를 통해 원거리 전송에 유리한 특성 덕분에 양자통신 분야에서도 주목받는다. 그러나 현재 상용 광원 대부분은 광자를 무작위로 복수 방출하거나, 신뢰할 수 있는 단일광자 방출을 위해 자체적으로 극저온 냉각이 필요하다는 문제가 있다. 안전한 소재, 상온 동작, 파장 조절 가능성, 광섬유 결합, 양산 신뢰성 등 모든 조건을 동시에 충족하는 제품은 아직 시장에 존재하지 않는다.

UbiQD의 기술 접근법

UbiQD가 10여 년간 개발해 온 I-III-VI족 반도체 양자점 소재가 이 공백을 메울 후보로 거론된다. 이 양자점은 카드뮴, 납, 수은을 포함하지 않아 안전성 면에서도 유리하다. 2024~2025년 로스알라모스 국립연구소(LANL)와의 기술준비도 공동 연구(TRGR 이니셔티브)에서는 이 소재의 단일광자 방출 특성에 관한 정밀 측정 결과를 확보했다. 연구 책임자인 R&D 수석부사장 Nikolay Makarov는 LANL 재직 당시인 2017년, 구리인듐이황화물 양자점이 상온에서 단일광자를 방출할 수 있음을 처음으로 보인 논문에 공동 저자로 참여한 바 있다. 이번 과제에서는 먼저 자사 양자점의 단일광자 방출 신뢰성을 측정한 뒤, 산업 성능 기준에 부합할 때까지 소재를 개선해 나갈 방침이다.

특허 포트폴리오와 사업 전략

UbiQD는 미국 특허 17건, 국제 특허 23건, 출원 중인 특허 27건을 보유하거나 독점 실시권을 갖고 있다. 포트폴리오는 양자점 소재 자체에 대한 기초 특허, 필름·농축물 등 응용 형태 특허, 보안 잉크·농업·태양광 등 특정 용도 특허로 3단계 구조를 이룬다. 주요 기초 특허 일부는 창업자 Hunter McDaniel의 LANL 초기 연구 및 MIT·워싱턴대학교로부터의 기술 이전에 기반한다. 광섬유 결합 광대역 광원에 관한 미국 특허(#12,085,443)는 한국·캐나다·네덜란드·독일·프랑스에서도 등록됐으며, AI 데이터센터 내 서버 간 광 인터커넥트와 양자 하드웨어 두 분야에 모두 적용될 수 있다. 회사는 이 기술 기반 위에 농업, 에너지, 보안, 포토닉스 등 다양한 산업 분야에서 파트너십 체결과 기술 라이선싱을 병행 추진하고 있다.