Yaqumo, NEDO 선정 계기로 SCREEN홀딩스와 중성원자 광학 모듈 국산화 착수

사업 배경: 광학 부품 의존이라는 구조적 취약점

중성원자 방식 양자컴퓨터는 큐비트 확장성과 높은 연결성을 바탕으로 범용 대규모 양자컴퓨터의 유력 아키텍처 중 하나로 부상하고 있다. 그러나 레이저 광원에서 원자 어레이까지의 광경로를 구성하는 핵심 광학 부품군은 두 가지 구조적 문제를 안고 있다. 첫째는 요구 사양을 충족하는 부품의 절대적 부족과 해외 공급사 의존이고, 둘째는 부품 공급 구조의 분절화와 모듈화 미비다. Yaqumo는 이번 NEDO 과제를 통해 이 두 문제를 동시에 해결하는 데 나선다.

기술 개발의 두 축: 고성능 부품 개발과 모듈화

이번 과제의 기술 개발은 크게 두 방향으로 구성된다. 첫 번째는 고성능 부품 및 소재 개발이다. SCREEN홀딩스와의 공동연구를 통해 높은 갱신 속도를 갖춘 SLM(공간광변조기) 기반 모듈을 개발하여 대규모·고속 개별 원자 어드레싱을 구현하는 것이 핵심이다. 여기에 복수 파장을 동시에 처리하는 다파장 대물렌즈 개발, 저열팽창 소재를 활용한 환경 안정성 높은 광학 부품 설계도 포함된다.

두 번째 축은 모듈화 연구다. 광학·제어 시스템을 기능 단위로 재구성하여 복수의 양자컴퓨터 벤더에 공통 적용 가능한 표준 모듈 체계를 설계하고 인터페이스 규격 표준화를 추진한다. 또한 PIC(광집적회로)의 적용 가능성을 검토하여 광학 시스템 소형화를 위한 기술 로드맵을 수립할 예정이다.

Yaqumo의 설립 배경과 누적 협력망

Yaqumo는 교토대학 다카하시 연구실과 분자과학연구소 오모리 연구실의 연구 성과를 기반으로 설립된 스타트업이다. 이번이 세 번째 NEDO 관련 과제 선정이다. 2025년에는 양자컴퓨터 산업화 가속 과제에 선정된 바 있으며, 딥테크 스타트업 지원 펀드를 통해 싱가포르의 양자소프트웨어 기업 Entropica Labs와의 공동연구도 본격화했다. 국제 협력 측면에서는 하마마쓰 포토닉스 및 하마마쓰 포토닉스 A/S와 MoU를, 독일의 QC Design과는 공동연구를, 인도 과학원(Indian Institute of Science)과는 LOI를 체결한 상태다.

공급망 전략과 전망, 그리고 한계

이번 프로젝트의 특징은 양자컴퓨터 개발사가 광학 공급망 전체의 재설계를 직접 주도한다는 점이다. Yaqumo는 개발한 부품과 모듈을 자사 시스템에 먼저 탑재하면서, 동시에 국내외 양자컴퓨터 벤더에 공급 가능한 표준 모듈 체계 확립을 목표로 한다. 일본발 광학 모듈 표준을 글로벌 양자 산업에 정착시키겠다는 구상이다. 다만 SLM 고속화, 다파장 대물렌즈, PIC 소형화 모두 기초 연구·개발 단계이며, 실제 양산 체계 구축과 국제 표준화까지는 상당한 기간이 필요하다는 점은 감안해야 한다.