Fujitsu·Yaqumo, 중성원자 QPU에서 STAR 아키텍처 하드웨어 검증 착수

STAR 아키텍처와 중성원자의 만남

Fujitsu가 자체 개발한 STAR(Space-Time efficient Analog Rotation) 아키텍처는 원래 초전도 방식에서 임의 각도 위상 회전 게이트 구현에 필요한 물리 큐비트 수를 줄이기 위해 설계된 기술이다. 이번 협력의 핵심 가설은 중성원자 플랫폼이 지닌 고유한 특성—광 핀셋으로 제어하는 이테르븀(Yb) 원자 배열과 모든 큐비트 간 직접 연결이 가능한 전체연결(all-to-all) 토폴로지—이 STAR 컴파일 방식과 결합했을 때 양자 오류 정정(QEC) 충실도를 높이면서도 물리 큐비트 수를 대폭 절감할 수 있는지 확인하는 것이다.

2026년 4월 이론 연구에서 8월 실증으로

양측 공동 연구팀은 2026년 4월 이론적 호환성 검토를 시작한 이후 약 4개월 만에 실제 프로세서 위에서 라이브 회로 벤치마크를 실행하는 단계로 전환했다. 이는 Early-FTQC 구현 일정을 앞당기려는 의도로, 이론과 실제 하드웨어 사이의 간극을 조기에 파악하고 교정하는 데 목적이 있다.

소프트웨어 통합 스택: 오픈소스 미들웨어 역할

Fujitsu의 오픈소스 미들웨어인 'Open Quantum Toolchain for OPerators and Users'를 Yaqumo의 제어 인프라에 직접 연동하는 작업도 병행 중이다. 이 소프트웨어 스택은 저수준 명령어 변환, 작업 큐 스케줄링, 장치 상태 모니터링, 펄스 교정 등을 처리하며, 통합 클라우드 제어 인터페이스를 통해 외부 기업 사용자가 회로 명세를 수정하지 않고도 다양한 하드웨어 모달리티에서 알고리즘을 실행할 수 있는 환경을 목표로 한다.

Yaqumo의 하드웨어 로드맵과 산업 생태계

2025년 4월 도쿄에서 설립된 Yaqumo는 2027 회계연도까지 능동적 양자 오류 정정을 갖춘 수백 큐비트급 상용 중성원자 QPU 출시를 목표로 삼고 있다. 하드웨어 공급망에는 SCREEN Holdings, Hamamatsu Photonics, NKT Photonics가 참여하며, 자본 측면에서는 Toyota Motor Corporation과 정부 연계 펀드인 JIC Venture Growth Investments(JIC-VGI)의 지원을 받고 있다.

기술적 의미와 한계

STAR 아키텍처의 중성원자 적용 가능성이 검증된다면, 초전도 방식 대비 물리 큐비트 오버헤드 절감이라는 이점을 중성원자 플랫폼에서도 누릴 수 있다는 사례가 된다. 다만 현재 단계는 벤치마크 실행 시작에 불과하며, 실제 충실도 수치나 오류율 데이터는 아직 공개되지 않았다. 중성원자 플랫폼 특유의 게이트 속도, 원자 재장전 주기, 레이저 제어 안정성 등 해결해야 할 공학적 과제도 여전히 남아 있다.