리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing Inc) 에 대해서

어떤 기업인가

리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing)은 IBM 연구원이었던 Chad Rigetti에 의해 2013년에 설립되었습니다. 본사는 미국 캘리포니아주 버클리에 있으며 양자 컴퓨팅 전문 기업입니다. 이 회사는 양자 집적 회로를 설계하고 제조하며, 이를 기반으로 한 풀스택(full-stack) 양자 컴퓨팅 시스템을 개발합니다. 리게티는 양자 컴퓨터의 하드웨어, 소프트웨어, 그리고 클라우드 기반 서비스까지 통합적으로 제공하는 점에서 독보적인 위치를 차지하고 있습니다.

 

풀스택(full-stack) 양자 컴퓨팅 시스템이란 양자 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어를 통합적으로 설계 및 운영하는 구조를 의미합니다. 이는 양자 컴퓨팅의 모든 계층(layer)을 포함하며, 각 계층이 유기적으로 연결되어 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 설계된 시스템을 의미합니다. 이러한 사업적 모델은 양자 컴퓨터의 하드웨어, 소프트웨어, 알고리즘, 그리고 제어 시스템을 하나의 통합된 플랫폼으로 결합하는 것을 목표로 합니다.

기업의 기술소개 (어려우시면 넘기셔도 됩니다)

이 기업은 Superconducting Qubit라는 기술을 통해 양자 프로세스를 설계 및 제조합니다. 이 기술을 기반으로 확장성과 안정성을 갖춘 양자컴퓨터를 구축하는데 초점을 두고 있습니다. 2023년에는 단일 칩으로 구성된 84 큐비트 프로세서를 출시하며 기술의 발전을 입증했습니다. 즉 큐비트를 기반으로 사용하는 양자 컴퓨터의 문제 중 큐비트 확장성에 대한 해답을 내놓으므로 기대를 더 크게 받고 있다고 볼 수 있습니다.

 

Superconducting Qubits는 양자 컴퓨팅에서 가장 유망한 기술 중 하나로, 초전도성을 이용하여 양자 상태를 유지하고 조작하는 양자 비트(qubit)입니다. 이들은 전통적인 전자 회로 기술을 활용해 제작되며, 극저온 환경에서 작동합니다. 

초전도체, 한 때 대한민국을 떠들썩하게 만들었던 것이지요. 상온 초전도체는 엄청나게 혁신적이라 다들 검증하려 했지만 사기인 것으로 드러나 아쉬웠습니다. 하지만 극저온 환경에서 초전도체 현상은 충분히 유도할 수 있죠. 특정물질이 극저온 상태에서 전기저항이 0이 되는 것을 이 물질이 초전도성을 가진다고 하는데 이때 전기저항이 0이므로 전류의 에너지 손실 없이 흐를 수 있게 됩니다. 이러한 상태일 때 qubit 양자는 안정적이고 상태 유지가 가능해집니다. 

 

다음에 소개해드릴 내용은 이제 양자 터널링에 대한 개념과 에너지 준위에 대한 기반지식이 필요합니다. 따라서 간단히만 언급하겠습니다. 양자세계에서는 원래는 어떤 에너지가 존재할 수 없는 곳, 즉 에너지 장벽이 충분히 높아 에너지가 통과할 수 없는 지점에서도 에너지가 흘러 넘어가는 현상인 양자 터널링이라는 것이 존재합니다. 현실세계에선 발견할 수 없지만 양자세계에서는 존재하는 거죠. Josephson Junction은 초전도체 사이 절연층을 삽입한 구조로 되어있습니다. Cooper Pairs가 양자 터널링을 통해 절연층을 넘어서 회로의 비선형성을 구성하고, 비선형적 구조는 에너지 불균형성을 가져와 특정 두 에너지 준위를 큐비트로 활용할 수 있게 됩니다. 이를 비조화성(anharmonicity)이라 합니다.

 

Superconducting Qubits는 두 가지 상태를 사용하는데 하나는 기저 상태(0) 다른 하는 여기 상태(1)를 사용합니다. 이는 Josephson Junction의 두 에너지 준위에 해당하며 마이크로파 신호를 이용해 상태 간 전이를 제어할 수 있습니다. 

 

양자 얽힘과 중첩에 대한 개념은 여기에서 설명드리기엔 너무 무거워서 그냥 이 둘을 이용해 복잡한 계산을 수행한다 정도로만 알고 계서도 될 거 같습니다.

 

 

양자 터널링과 조셉슨 접합에 대해서는 이해하지 못하셔도 괜찮습니다. 대충 이런 신기한 현상을 이용해 큐비트가 만들어졌구나 비트로 하기 힘든 복잡한 계산을 하는구나 정도로만 아셔도 괜찮습니다. 제가 양자화학에 대해서만 알아가지고 개념 설명이 부정확할 수 있습니다만 큰 틀에서는 맞을 테니 큰 의심은 거두셔도 괜찮을 것 같습니다.

 

기업의 장점

리게티의 가장 큰 특징은 양자-클래식 하이브리드 컴퓨팅 접근방식입니다. 기존의 고성능 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅을 통합한 시스템을 제공하여, 두 방식의 장점을 결합한 효율적인 문제 해결을 추구합니다.

 

또한 Forest와 QCS라는 자체 클라우드 플랫폼을 운영하여 연구자와 개발자들이 양자 알고리즘을 테스트하고 실행할 수 있도록 지원합니다. Forest는 자체 개발한 Quil(Quantum Instruction Language)을 사용하며, 파이썬 기반 오픈소스 도구와도 연동됩니다.

 

자체 제조 시설 Fab-1을 보유하고 있어 양자 칩의 설계부터 제작까지 일괄 처리가 가능한 것도 강점입니다. 이를 통해 빠른 프로토타이핑과 혁신적인 하드웨어 개발이 가능합니다.

 

미래 전망

리게티는 2026년까지 4,000 큐비트 시스템 개발을 목표로 하고 있으며, 이를 통해 **양자 우위(quantum advantage)**를 확보하려 합니다. 글로벌 기업 및 연구 기관과의 협력도 확대하며 양자 기술의 상용화를 가속화하고 있습니다. 현재 양자 컴퓨팅 산업에서 중요한 위치를 차지하고 있는 만큼, 시장의 긍정적인 반응이 지속된다면 향후 성장이 기대되는 기업입니다.

 

 

다음 글은 현 주가 추이와 악재에 왜 쉽게 흔들리는지에 대해 작성해 보겠습니다. 오늘 내용 어려우셨을 텐데 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

 

사진 출처

양자 터널링 : https://iii.ad/31b701