독일 SAXON Q, 상온 다이아몬드 NV센터 기반 512큐비트 양자컴퓨터 상용 출시

황 공동주입 공정으로 수율 문제 돌파

다이아몬드 NV 센터 기반 양자컴퓨팅에서 가장 오래된 제조 난제는 주입된 질소 원자가 다이아몬드 격자 내에서 안정적인 큐비트 센터로 전환되는 비율, 즉 전환 수율이 극히 낮다는 점이었다. 기존 기법으로는 이 수율이 1~10% 수준에 머물러 대규모 집적이 어려웠다. SAXON Q는 220건 이상의 특허 및 출원으로 보호된 독자적인 황 공동주입(sulfur co-implantation) 공정을 통해 85% 이상의 전환 수율을 달성했다고 발표했다. 이는 다이아몬드 기판 내부에 NV 센터를 고밀도로 정밀 배치할 수 있음을 의미하며, 제품 확장성의 핵심 근거로 제시됐다.

시스템 사양과 모듈형 아키텍처

두 모델은 표준 서버 랙에 장착되며 일반 교류 전원으로 구동된다. 극저온 냉각 장치, 진공 인프라, 클린룸 시설이 필요 없어 기존 초전도 큐비트 시스템 대비 운영 부담이 현저히 낮다. 회사 측에 따르면 GPU 클러스터 대비 에너지 효율이 6~10배 높다. 단일 게이트 충실도는 최대 99.92%로, 1,000회 연산당 오류 발생 횟수가 1회 미만이다.

아키텍처 면에서는 독자 개발 양자 운영체제(QOS)를 탑재한 다중 코어 구조를 채택했다. SXQ128은 처리 코어당 완전 얽힘 큐비트 8개를, SXQ512는 코어당 16개를 제공한다. 다이아몬드 칩 교체 또는 코어 추가 방식의 모듈형 업그레이드를 지원해 점진적 확장이 가능하도록 설계됐다.

배포 현황과 출하 일정

SAXON Q의 이전 세대 상온 시스템은 이미 독일항공우주센터(DLR)와 프라운호퍼 공작기계성형기술연구소(IWU)에 온프레미스 및 클라우드 API 방식으로 배치돼 있으며, 산업용 재료 가공과 로보틱스 최적화 분야에 활용 중이다. 신규 모델의 경우 SXQ128은 즉시 주문이 가능하며 2026년 늦여름 첫 납품이 예정돼 있고, SXQ512는 사전 구매 접수 중이며 2027년 2분기 출하를 목표로 한다. 회사가 겨냥한 주요 응용 분야는 양자 합성곱 신경망(QCNN), 변분 양자 알고리즘, 소재 연구, 양자화학 시뮬레이션이다.

기술적 맥락과 한계

상온 동작은 운영 편의성과 비용 측면에서 분명한 이점이다. 다만 다이아몬드 NV 센터 방식은 큐비트 간 연결성 확보와 논리 큐비트 구현 면에서 여전히 풀어야 할 과제를 안고 있다. 현재 코어당 얽힘 큐비트 수가 8~16개에 그쳐, 폴트 톨러런트 연산에 필요한 수준에는 미치지 못한다. 무엇보다 발표된 수율·충실도 수치가 자체 발표에 기반하며 독립적인 제3자 검증이 이루어지지 않았다는 점은 유의해야 한다. SAXON Q는 최고경영자 Marius Grundmann 교수와 최고기술책임자 Jan-Berend Meijer 교수 체제 아래 10,000큐비트 이상 규모의 오류 정정 로드맵과 데이터센터 코프로세서 방향으로의 확장을 중장기 목표로 제시했다.