미쓰비시전기, NEDO 양자 하드웨어 제어 R&D 2개 과제 수주

선정 배경과 과제 구조

일본 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)는 포스트5G 정보통신 시스템 인프라 강화를 위한 연구개발 사업 프레임워크 하에서 미쓰비시전기(도쿄증권거래소: 6503)를 두 개 과제의 주관 기관으로 선정했다. 양자 하드웨어의 제어 계층 병목 해소가 공통 목표이며, 원자·이온·초전도 큐비트라는 세 가지 물리적 구현 방식에 각각 접근한다.

첫 번째 과제: 다중 큐비트 제어 레이저 시스템

중성원자 및 이온 트랩 방식의 양자 처리 장치를 겨냥한 이 과제는 미쓰비시전기의 산업용 고출력 레이저 제조 역량을 활용한다. FPGA 기반 논리 제어기와 결합해 낮은 지연 시간으로 대규모 원자·이온 어레이를 포획하고, 이동시키며, 제어할 수 있는 다채널 광학 시스템 개발이 핵심이다. 중성원자 방식은 최근 글로벌 양자컴퓨팅 경쟁에서 확장성 측면에서 주목받는 플랫폼으로, 레이저 제어의 정밀도와 채널 수는 큐비트 수 확장의 직접적인 제약 요소다.

두 번째 과제: 초소형 극저온 저잡음 증폭기 모듈

초전도 양자컴퓨터는 희석 냉동기 내부의 극저온 환경에서 마이크로파 신호로 큐비트 상태를 읽어내는 구조다. 이 과제는 단일체 마이크로파 집적회로(MMIC) 설계 기법을 적용해 희석 냉동기 내부에서 직접 작동하는 다채널 극저온 저잡음 증폭기(LNA) 모듈을 개발한다. 냉동기 내부 배선 밀도와 열 부하는 큐비트 수를 늘릴수록 급격히 증가하는 공학적 장벽으로, 집적화된 MMIC 기반 패키징은 이 문제를 완화하려는 시도다.

협력 구조와 장기 로드맵

두 과제 모두 산업기술종합연구소(AIST) 및 복수의 학술 기관과의 공동 수행 체계로 설계됐다. NEDO와 미쓰비시전기 측은 이번 개발 성과가 2040년대 데이터센터 규모 양자 인프라 구축의 기반이 될 것으로 전망하며, 일본 국가 양자컴퓨팅 이니셔티브와의 모듈식 인터페이스 연계를 명시하고 있다.

의미와 한계

이번 수주는 미쓰비시전기가 레이저·반도체 제조에서 쌓은 산업 역량을 양자 하드웨어 제어 계층으로 전환하는 시도라는 점에서 주목된다. 다만 두 과제 모두 연구개발 단계로, 실제 시스템 성능 수치나 큐비트 구현 목표값은 아직 공개되지 않았다. 2030년대 백만 큐비트급 상용화라는 목표 역시 현재 기술 수준과 상당한 거리가 있어 중간 마일스톤 검증이 중요해질 전망이다.