Diraq, DARPA QBI Stage C 진입…5,100만 달러 확보·2031년 실용 규모 목표

DARPA QBI Stage C의 의미

DARPA의 양자 벤치마킹 이니셔티브는 2033년까지 특정 양자컴퓨팅 방식이 '실용 규모(utility scale)'에 도달할 수 있는지를 독립적으로 검증하는 다단계 프로그램이다. 실용 규모란 양자컴퓨터가 구축·운영 비용을 초과하는 가치를 창출하는 문제를 실제로 풀 수 있는 수준을 뜻한다. Stage C는 이 프로그램의 최종 단계로, DARPA 독립 검증·확인(V&V) 팀이 참여 기업의 시스템 설계와 성능, 제조 경제성, 핵심 역량 전반을 직접 평가한다. Diraq는 Stage B에서 실용 규모 달성을 위한 세부 연구개발 계획과 기술 리스크, 완화 전략, 시제품 요건을 제시한 뒤 이번 단계에 진입했다.

실리콘 스핀 큐비트의 제조 기반 우위

Diraq의 핵심 논거는 기존 반도체 제조 인프라를 그대로 활용할 수 있다는 점이다. 이미 산업용 300mm CMOS 호환 공정으로 고충실도 실리콘 스핀 큐비트를 제작했으며, 동일한 공정으로 만든 8-큐비트 어레이의 결맞음 동작도 최근 확인했다. 초전도 큐비트나 이온트랩 방식과 달리, 실리콘 스핀 방식은 완전히 새로운 제조 기반을 구축하지 않고 기존 파운드리 생태계 위에서 규모를 키울 수 있다. DARPA가 Stage C에서 집중 평가할 제조 경제성 항목에서 이 특성이 차별화된 출발점이 된다.

2031년 실용 규모 달성 로드맵

Diraq는 2029년까지 단일 칩에 15만 큐비트를 집적하고, 2031년에는 200만 개 이상의 물리적 큐비트를 단일 칩에 구현해 실용 규모를 달성한다는 계획이다. Stage C 기간 동안에는 기술 시연, 시스템 업데이트, 설계 활동이 순차적으로 진행되며 전문 연구 인프라도 확충된다. 첫 상용 배치도 임박했다. 2026년 말 호주 시드니의 Equinix 상용 데이터센터에 세계 최초의 실리콘 스핀 양자컴퓨터를 설치할 예정으로, 현재 준비가 진행 중이다.

자금 조달과 미국 내 거점 확장

DARPA 초기 자금 5,100만 달러는 향후 1년간의 내결함성 플랫폼 개발을 지원한다. 이와 별도로 미국 상무부는 CHIPS 및 과학법에 근거해 Diraq의 미국 내 실리콘 양자컴퓨터 생산을 뒷받침하기 위한 3,800만 달러 규모의 의향서(LOI)를 체결했다. 미국 내 거점도 빠르게 늘어나, 팰로앨토 본사를 중심으로 시카고·앨버커키 연구소와 로스앤젤레스 기술 허브를 갖춘 구조가 완성됐다.

과제: 주장에서 실증으로

Stage C는 지금까지 기업들이 스스로 내세운 주장을 DARPA가 독립적 데이터로 검증하는 단계다. 반도체 산업의 역사가 보여주듯, 양자컴퓨팅의 승자는 결국 제조 경제성에서 결정될 가능성이 높다. 다만 현재 8-큐비트 수준의 시스템에서 2031년까지 200만 큐비트 이상으로 도약하는 것은 여전히 방대한 기술적 과제를 내포한다. 큐비트 품질의 웨이퍼 내 균일성, 오류 정정 오버헤드, 저온 제어 전자 장치의 집적도 등 해결해야 할 난제가 적지 않다.