인텔이 2세대 극저온 제어 칩 ‘호스 리지 II(Horse Ridge II)’를 공개했다. 인텔은 기존 양자 시스템의 최대 장애물이었던 확장성을 크게 개선하며 관련 기술 진보를 위한 또 한걸음을 내딛었다는 평가다. 새로운 기능에는 큐비트(디지털 Bit와 같은 양자 정보의 기본 단위) 상태를 조작하고 읽는 기능과 다중 큐비트 연결에 필요한 게이트 제어 기능이 포함된다.
양자 컴퓨터는 현존하는 디지털 컴퓨터 성능을 압도하는 연산력으로 주목받고 있지만 아직까진 사용에 제약이 많다. 특히 외부 변화에 극도로 민감한 양자(물리량이 취할 수 있는 최소 단위)의 특성상 사용 중 충격이 없어야 하고 극저온 냉장고가 필요하다. 또 시스템 구조나 케이블 배선도 대단히 복잡한 편이다.
인텔이 2019년에 공개한 호스리지 1세대 칩은 양자 기계를 작동하기 위해 냉장고와 연결된 수천개의 와이어와 랙의 필요를 간소화해 이 같은 문제 해결에 나선 제품이다. 인텔은 부피가 큰 계측기를 통합된 소형 Soc(System on chip)으로 대체하고 큐비트 성능을 향상해 엔지니어링 팀이 더 많은 수의 큐비트 확장이 가능하도록 했다.
이번에 공개된 2세대는 1세대 SoC의 ‘큐비트 드라이브’ 기능을 기반으로 큐비트의 상태를 조작할 수 있는 능력이 추가됐다. 많은 양의 데이터를 저장하지 않고도 저지연 온칩 큐비트 상태 탐지를 가능하게 해 메모리와 전력을 절약시키며, 많은 큐비트 게이트를 동시에 제어하는 멀티 게이트 펄싱 기능으로 시스템 확장성이 개선됐다.
호스 리지 II는 22nm 저전력 핀펫 기술(22FFL)을 통해 구현됐고 4켈빈(-269.1°C)에서 성능이 검증됐다. 인텔의 극저온 제어 연구는 제어 장치와 실리콘 스핀 큐비트 등에서 모두 동일한 작동 온도를 달성하는 데 초점이 맞춰져 있다. 인텔은 이 영역의 기술 발전이 양자 상호 연결 수를 늘리는 장기적 양자 실용화 비전의 중요한 요소로 보고 있다.
한편, 인텔은 본 연구의 추가적인 기술 내용을 2021년 2월 국제고체회로학회(International Solid-State Circuits Conference (ISSCC))에서 발표할 예정이다.