키사이트, 전자기·회로·양자역학 통합한 ‘퀀텀 시스템 어낼리시스’ 출시

2025 노벨 물리학상 ‘초전도 양자 회로’ 분야 주목… 극저온 실험 비용 절감 및 R&D 가속화

[아이씨엔 우청 기자] 키사이트테크놀로지스가 양자 엔지니어들이 시스템 레벨에서 양자 시스템을 정밀하게 시뮬레이션하고 최적화할 수 있도록 지원하는 혁신적인 전자 설계 자동화(EDA) 솔루션 ‘퀀텀 시스템 어낼리시스(Quantum System Analysis)’를 출시했다고 발표했다.

이번 신제품은 기존의 ‘퀀텀 레이아웃(Quantum Layout)’, ‘퀀텀프로 EM(QuantumPro EM)’, ‘퀀텀 회로 시뮬레이션(Quantum Circuit Simulation)’ 등으로 구성된 키사이트의 양자 EDA 포트폴리오를 대폭 확장한 것이다. 특히 이번 출시는 2025년 노벨 물리학상이 키사이트 신규 솔루션의 핵심 영역인 ‘초전도 양자 회로’ 분야의 성과를 인정한 직후 이루어져, 업계의 이목이 더욱 집중되고 있다.

파편화된 툴 통합… ‘시프트 레프트’로 개발 효율 극대화

그동안 양자 시스템의 시스템 레벨 분석은 전자기, 회로, 양자 역학 등 서로 다른 물리적 영역을 하나의 환경에서 통합해야 하는 복잡성 때문에 기술적 난제로 꼽혀왔다. 연구진들은 파편화된 개별 툴에 의존하거나, 시간과 비용이 많이 소모되는 반복적인 극저온 실험을 거쳐야만 했다.

키사이트의 퀀텀 시스템 어낼리시스는 이러한 간극을 해소하는 통합 플랫폼을 제공한다. 연구원들은 초기 설계 단계부터 시스템 레벨 실험에 이르는 전체 워크플로를 시뮬레이션함으로써, ‘시프트 레프트(Shift Left, 개발 초기 단계로 검증 이동)’를 실현할 수 있게 되었다. 이를 통해 고비용의 극저온 테스트 의존도를 낮추고 검증 시간을 획기적으로 단축하여 설계 신뢰도를 높일 수 있다.

이번 솔루션은 양자 연구의 정밀도를 높이는 두 가지 핵심 기능을 탑재했다.

첫째, ‘시간 역학 시뮬레이터(Time Dynamics Simulator)’는 전자기 및 회로 시뮬레이션에서 도출된 해밀토니안(Hamiltonians)을 기반으로 양자 시스템의 시간적 진화를 모델링한다. 이를 통해 라비(Rabi)나 램지(Ramsey) 펄싱과 같은 복잡한 양자 실험을 정밀하게 시뮬레이션하여 큐비트의 거동을 명확히 파악할 수 있다.

둘째, ‘희석 냉동기 입력 라인 디자이너(Dilution Fridge Input Line Designer)’는 큐비트로 연결되는 크라이오스탯(cryostat, 극저온 유지 장치) 입력 라인을 정밀하게 모델링한다. 엔지니어들은 이 기능을 통해 열 잡음(thermal noise) 분석과 큐비트 온도 추정을 수행하고, 냉동기 입력 아키텍처를 최적화하여 열 광자 누설을 최소화함으로써 시스템의 충실도(fidelity)를 크게 개선할 수 있다.

시간 역학 시뮬레이터와 냉동기 입력 라인 설계로 정밀도 향상

키사이트 신규 시장 부문 크리스 뮈스(Chris Mueth) 수석 이사는 “퀀텀 시스템 어낼리시스는 전자기 및 회로 레벨 모델링과 포괄적인 시스템 레벨 시뮬레이션을 원활하게 연결하여 진정한 통합 양자 설계 워크플로를 완성한다”며, “이를 통해 파편화된 툴체인과 반복적인 극저온 테스트의 필요성을 제거했다”고 설명했다.

키사이트 양자 솔루션 기획 총괄 모하메드 하산(Mohamed Hassan) 역시 “이번 솔루션은 양자 혁신을 가속화하는 도약점”이라며 “연구원들이 개발 주기 초기에 시스템 레벨 설계를 검증할 수 있도록 지원한다”고 강조했다.

한편, 퀀텀 시스템 어낼리시스는 키사이트의 ‘ADS 2026(Advanced Design System 2026)’ 플랫폼의 일부로 제공되며, 초전도 큐비트 플랫폼 지원을 시작으로 향후 스핀 큐비트 등 다른 방식으로도 확장이 가능해 다양한 양자 R&D 팀에게 폭넓은 선택지를 제공할 예정이다.