NSF, 미시간대 주도 QuPID 양자광자 칩 프로젝트 2단계에 400만 달러 지원

단계별 경쟁 구조와 이번 선정의 의미

NSF NQVL 프로그램은 파일럿→설계→구현의 단계별 경쟁 방식으로 운영된다. QuPID는 1단계(100만 달러 파일럿)를 성공적으로 완료한 뒤 이번에 2단계 설계 사업 수행 팀으로 선정됐다. NSF는 올해 새로 5개 팀을 추가 선정했으며, 이로써 전국에서 활성화된 NQVL 설계 프로젝트 수는 총 9개로 늘었다. 2단계를 통과하면 최장 5년, 최대 5000만 달러 규모의 최종 단계로 진입해 현장 배치 가능한 양자 기술 실증에 나설 수 있다. 오하이오주립대학교(OSU)는 QuPID와는 별도로, 분산 얽힘 기반 화학 특성 양자 센싱 프로젝트(DQS-CP)를 독자적으로 이끌며 동일하게 400만 달러 2단계 지원을 받았다. OSU가 전국 9개 프로젝트 중 2개에 관여하는 셈이다.

핵심 기술 목표: GPS 불필요 정밀 항법

미시간대학교 전기컴퓨터공학과 Mackillo Kira 교수가 이끄는 QuPID의 핵심 과제는 연구소 수준의 측정 정밀도를 유지하면서도 실제 환경에서 작동 가능한 소형·경량 양자광자 칩을 개발하는 것이다. GPS 신호를 받을 수 없는 수중, 심우주, 달 표면, 미래 화성 탐사 환경에서의 정밀 위치 결정이 주된 응용 목표다. 1단계에서는 양자광자 소재 개선과 함께 압축광(squeezed light) 생성 소형화에서 진전을 이뤄냈다. 압축광은 고전적 측정 한계를 초월한 정밀도를 구현하는 양자 자원으로, 이를 칩 위에 집적하는 것이 기술 전환의 핵심 병목 중 하나다.

OSU의 아토초 계측 전문성 투입

OSU 광학과학연구소(IOS)와 물리학과에서 4명의 연구자가 팀에 합류했다. 이 중에는 2023년 노벨 물리학상 수상자 Pierre Agostini 명예교수가 포함돼 있으며, IOS 소장 Louis DiMauro 교수, Michael Chini 부교수, Alexandra Landsman 교수가 함께한다. OSU가 보유한 아토초(10⁻¹⁸초) 계측 기술은 전자 이동이나 화학 반응 과정처럼 극단적으로 짧은 시간 척도에서 벌어지는 현상을 관측하는 데 활용될 예정이다.

광범위한 산학연 컨소시엄 구성

미시간대와 OSU 외에도 퍼듀대학교, 하버드대학교, 스탠퍼드대학교, 콜로라도대학교, 서던캘리포니아대학교가 학술 파트너로 참여한다. 산업계에서는 Honeywell, General Motors, Toyota, Raytheon, MITRE, Quantum Opus, MONSTR Sense Technologies, TOPTICA Photonics가 이름을 올렸으며, 방위·자동차·정밀계측 분야를 폭넓게 망라한다. 정부 기관으로는 공군연구소(AFRL)와 NASA 글렌 연구센터가 참여하고, 독일 레겐스부르크대학교와 캐나다 폴리테크니크 몽레알도 국제 협력 기관으로 합류했다.

기술 이전과 인력 양성의 병행

NSF NQVL 프로그램은 기술 개발과 미래 양자 인력 육성을 동등한 목표로 설정한다. QuPID도 교육 기관 및 공공 아웃리치 파트너와 함께 인력 훈련 프로그램을 병행할 계획이다. 다만 현 단계는 어디까지나 설계 단계이며, 실제 현장 배치 가능한 제품의 등장까지는 3단계 경쟁 통과와 수년간의 추가 개발이 필요하다는 점을 감안해야 한다.