인텔이 12큐비트 실리콘 칩인 ‘터널폴스(Tunnel Falls)’를 공개했다. 터널폴스는 양자 연구용 실리콘 스핀 큐비트 칩으로 인텔은 양자 연구 커뮤니티에 제공할 예정이다.

터널폴스는 인텔이 제안하는 실리콘 스핀 큐비트 기술을 탑재한 칩으로 D1 제조 시설의 300밀리미터 웨이퍼에서 제조된다.

실리콘 스핀 큐비트에서 정보(0/1)는 단일 전자의 스핀(위/아래)에 인코딩되며  트랜지스터 크기로 구현돼 약 50나노(nm) 정사각형의 다른 큐비트 유형보다 최대 백만배 소형화할 수 있어 확장 측면에서 더 효율적이라는 게 인텔의 설명이다.

인텔은 최첨단 트랜지스터와의 시너지 효과로 인해 다른 큐비트 기술보다 실리콘 스핀 큐비트가 우수하다고 평가하고 있으며, 각 큐비트 장치는 본질적으로 단일 전자 트랜지스터이므로 표준 상보형 금속산화물반도체(CMOS) 논리공정 라인에서 사용되는 기존 트랜지스터 제조 역량을 활용할 수 있는 이점도 제공한다.

가령 터널폴스 12큐비트 디바이스는 웨이퍼 전체에 걸쳐 95%의 수율과 CMOS 논리 공정과 유사한 전압 균일성을 제공하며, 각 웨이퍼는 2만4000개 이상의 퀀텀닷 디바이스를 제공한다.

이러한 12-도트 칩은 대학이나 연구소의 시스템 운영 방식에 따라 4~12개의 큐비트를 형성할 수 있으며, 이를 분리하여 동시에 연산에 사용할 수 있다.

인텔은 양자 연구 가속을 위해 양자정보과학(QIS) 연구센터인 메릴랜드대학교 칼리지파크큐비트 공동연구소(LQC)의 물리과학연구소(LPS)와 협업하고 양자연구소에 터널폴스를 제공한다고 전했다.

샌디아 국립연구소, 로체스터대학교, 위스콘신-메디슨대학교 등이 최초의 참여 기관으로 터널폴스 기반의 양자 연구를 진행행하게 된다.

인텔은 터널폴스의 성능을 개선하고 인텔 퀀텀 소프트웨어개발키트(SDK)를 통해 전체 퀀텀 스택에 통합도 추진하고 있다. 현재 인텔은 터널폴스를 기반으로 한 차세대 양자 칩을 개발 중이며  2024년 차세대 양자 칩을 공개할 예정이다.

짐 클라크 인텔 양자 하드웨어 담당 디렉터는 “터널폴스는 인텔이 쌓아온 트랜지스터 설계 및 제조 전문성을 투입해 완성한 현재까지 인텔의 가장 앞선 실리콘 스핀 큐비트 칩”이라며, “풀스택 상용 양자컴퓨팅 시스템을 구축하기 위한 장기 전략의 다음 단계로 이를 통해 학계는 양자 기술을 연구개발을 가속화할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.