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[IT뉴스]"韓 반도체·제조역량, 양자컴에 잠재력…장점 살려 국제협력 나서야"

온카뱅크관리자

2025-10-29 09:17:27

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 히마드리 마줌다르 핀란드 세미콘 CEO 
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 <img alt="핀란드 양자 하드웨어 스타트업 세미콘(SemiQon)의 히마드리 마줌다르 최고경영자(CEO). 전성훈 동아사이언스 PD·pabiano95@donga.com" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/29/dongascience/20251029091151407bgny.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="zTfjxTgReC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/29/dongascience/20251029091151407bgny.jpg" width="658">
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 핀란드 양자 하드웨어 스타트업 세미콘(SemiQon)의 히마드리 마줌다르 최고경영자(CEO). 전성훈 동아사이언스 PD·pabiano95@donga.com
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 "한국은 우수한 반도체 제조 기술을 토대로 반도체 기반 양자컴퓨터 산업에 잠재력이 있다고 봅니다. 지금은 생산 규모가 작지만 향후 양자컴퓨터가 양산 단계에 들어서면서 한국의 고유한 역량을 드러낼 기회가 생길 것입니다."
 9월 말 핀란드 에스포의 핀란드 기술연구센터(VTT)에서 만난 히마드리 마줌다르 세미콘(SemiQon) 최고경영자(CEO)는 양자산업 분야에서 한국의 역량을 이같이 평가했다. 그는 "핀란드는 강력한 양자 생태계를 구축했지만 확장성 측면에서 협력이 필요하다"며 "한국과 핀란드의 관계에서 가장 중요한 것은 서로 보완하는 것(complementing)"이라고 강조했다. 
 그는 한국과 핀란드의 국가 규모가 미국이나 중국 등 강대국과 비교하면 작기 때문에 현실적으로 국제 경쟁력을 갖추려면 두 나라가 각자 잘하는 것을 결합해야 한다고 분석했다.
 ● 반도체 확장성에 주목한 '실리콘 스핀' 양자컴퓨터
 2023년 핀란드 국가 연구기관인 VTT에서 분사한 세미콘은 반도체 기반 양자컴퓨터인 '실리콘 스핀' 방식 양자컴퓨터를 개발하는 핀란드 양자 하드웨어 스타트업이다. 영하 270℃에 달하는 극저온에서도 잘 작동하는 전자 회로를 구현하는 기반 기술도 갖추고 있다.
 양자컴퓨터는 물리적 상태가 하나로 정해지지 않은 양자 중첩상태 등 양자 현상을 정보처리 단위 큐비트(qubit)로 활용해 기존 컴퓨터로는 계산이 불가능한 문제를 해결한다. 신약·신물질 개발이나 기상 예측, 물류 최적화, 암호 해독 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 것으로 전망된다. 암호 해독의 경우 안보와 직결되기 때문에 양자컴퓨터는 미래 전략기술로도 분류된다.
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 <img alt="핀란드 양자 하드웨어 스타트업 세미콘(SemiQon)의 히마드리 마줌다르 최고경영자(CEO). 전성훈 동아사이언스 PD·pabiano95@donga.com" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/29/dongascience/20251029091152703meju.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="qnpeKrx2nI" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/29/dongascience/20251029091152703meju.jpg" width="658">
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 핀란드 양자 하드웨어 스타트업 세미콘(SemiQon)의 히마드리 마줌다르 최고경영자(CEO). 전성훈 동아사이언스 PD·pabiano95@donga.com
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 전기 회로, 이온이나 원자 등 양자 현상을 구현하고 이를 측정할 수만 있다면 무엇이든 큐비트로 활용할 수 있다. 일반적으로 큐비트의 수가 많고 계산 오류가 적을수록 성능이 높다. 양자컴퓨터가 다양한 플랫폼에서 구현되는 이유다.
 올해 노벨물리학상은 전기 회로처럼 큰 단위에서도 양자 현상이 제대로 작동한다는 사실을 보인 과학자들에게 돌아갔다. 연구에서 수상자들이 설계한 전기 회로는 현재 가장 활발히 연구되는 형태인 초전도체 회로 기반 양자컴퓨터의 기본 원리기도 하다. 미세한 회로 시스템 하나하나를 큐비트로 본다.
 큐비트의 양자 상태가 주변 환경에 민감해 정보가 쉽게 손상된다는 점이 양자컴퓨터 상용화를 위한 공통적인 해결 과제로 꼽힌다. 또 현재 최대 네자릿수에 그치는 큐비트 수를 수백만개 이상으로 확장할 수 있어야 한다.
 과학자들은 미래에 지배적으로 쓰일 양자컴퓨터 형태를 아직 확신할 수 없다는 데 동의한다. 세상에 등장하지 않은 방식이거나 여러 방식이 혼합될 가능성도 있다는 것이다.
 마줌다르 CEO는 "현존하는 모든 양자컴퓨터가 미래에 실용적 형태로 구현되진 않을 것"이라며 "합리적인 가격으로 규모를 확장할 수 있는 실리콘에 주목한 이유"라고 말했다.
 마줌다르 CEO는 "실리콘 반도체 기술은 이미 확장성이 입증돼 컴퓨터와 휴대폰 등으로 우리 삶을 변화시켰다"고 설명했다. 실리콘 위에 큐비트를 고밀도로 집적하면 이론상 칩 하나 위에 백만개에서 수십억개까지 올릴 수 있다는 설명이다. 그는 "실리콘 기술로만 가능한 일"이라고 강조했다.
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 핀란드 양자 하드웨어 스타트업 세미콘(SemiQon)의 히마드리 마줌다르 최고경영자(CEO). 전성훈 동아사이언스 PD·pabiano95@donga.com
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 실리콘 스핀 큐비트는 전하를 띤 기본입자인 전자의 자기적 성질인 스핀(spin)의 방향에 따라 정보를 0 또는 1로 정의한다. 연구팀은 크기가 수십~수 나노미터(nm, 10억분의 1m) 수준인 반도체 입자인 '양자점(quantum dot)'에 주목했다. 작은 크기 덕분에 뚜렷한 양자 현상을 보이는 재료다.
 세미콘 연구팀이 실제로 작동하는 양자점 큐비트를 구현한 것은 아니다. 대신 양자점과 정보를 주고받을 수 있는 판독회로 위에 양자점을 1000개 이상 구축하는 데 성공했다. 확장성을 먼저 입증한 셈이다. 현재는 양자점 큐비트와 판독 회로를 연결할 수 있는 설계 연구에 집중하고 있다. 
 실리콘 스핀 큐비트는 기존 반도체 공정과 연계돼 확장성, 양산 가능성, 호환성이 뛰어난 것으로 분석된다.
 현재 각광받는 방향인 슈퍼컴퓨터와 양자컴퓨터의 하이브리드 장치를 구축하기에도 용이하다. 하이브리드 양자컴퓨팅은 주어진 문제를 기존 컴퓨터가 잘하는 부분과 양자컴퓨터로 해결할 부분으로 나누어 효율적으로 해결하는 개념이다.
 현재 기존 슈퍼컴퓨터의 두뇌인 중앙처리장치(CPU), 인공지능(AI) 활용에 유리한 그래픽처리장치(GPU)는 모두 반도체 기반이다. 마줌다르 CEO는 "실리콘 스핀 큐비트로 만든 양자 프로세서(QPU)가 장기적으로 CPU, GPU와 하나의 장치로 통합될 수 있어 유리하다"고 설명했다.
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 <img alt="세미콘은 극저온 환경에 최적화돼 안정적으로 작동하는 '극저온-상보성금속산화막반도체(Cryo-CMOS)' 칩을 처음으로 구현했다. SemiQon 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/29/dongascience/20251029091155322bwtk.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="b6OpyQFYMs" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/29/dongascience/20251029091155322bwtk.jpg" width="658">
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 세미콘은 극저온 환경에 최적화돼 안정적으로 작동하는 '극저온-상보성금속산화막반도체(Cryo-CMOS)' 칩을 처음으로 구현했다. SemiQon 제공
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 ● "한국 반도체 제조기술 뛰어나"…양국 협력 가능성 열려 있어
 핀란드의 여러 기업·기관이 입 모아 꼽는 한국의 강점은 반도체 제조 기술이다. 세미콘도 자체 큐비트 설계와 제조 공정 기술을 확보한 후 양산 과정에서 한국과 적극 협력하고 싶다는 의향을 내비쳤다. 세미콘은 현재 양자컴퓨터 부품과 양자센서 등을 제조하는 국내 기업 SDT, 서울대와도 협업하고 있지만 더 많은 협력이 필요하다고 말한다.
 마줌다르 CEO는 "한국과 핀란드의 공통점은 나라가 크지 않다는 것"이라며 "시장은 내수가 아닌 해외에 있다"고 분석했다. 이어 "한국은 전통적인 반도체 산업에서 놀라운 성과를 내고 있지만 양자 기술 개발에는 시간이 걸릴 것"이라고 말했다.
 그는 "한국이 세미콘처럼 양자 기술을 오랜 시간 개발한 기업과 협력하면 양자산업 시장으로 빠르게 진출하는 데 도움이 될 것"이라고 밝혔다.
 세미콘의 기존 주력 분야는 극저온 전자장치다. 반도체 기반 큐비트의 양자 상태는 주변 환경에 쉽게 영향받아 변질되는데 온도가 낮을수록 오류가 줄어든다.
 세미콘은 극저온 환경에 최적화돼 안정적으로 작동하는 '극저온-상보성금속산화막반도체(Cryo-CMOS)' 칩을 처음으로 구현해 이번달 14일 VTT와 함께 유럽 연구기술조직협회(EARTO)에서 '기대 영향력' 부문 1등상을 받기도 했다. 양자컴퓨터뿐 아니라 온도가 매우 낮은 우주에서 작동하는 반도체에도 유용하며 전력 소모가 적은 기술이다.
 세미콘은 핀란드의 활발한 기술사업화 생태계의 증거다. VTT의 반도체·양자기술 분야 임원인 타우노 바하-헤이키라는 "성장에는 신규 스타트업의 출현이 필요하다"며 "세미콘 같은 기업을 분사함으로써 VTT는 수년의 연구개발 성과를 현실 세계에 적용하고 있다"고 밝혔다.
 [헬싱키= 이병구 기자 2bottle9@donga.com]
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