양자 진동 스위치: UC 리버사이드의 미래 컴퓨터

UC 리버사이드 연구진, 미래 컴퓨터용 '양자 진동 스위치' 개발

진동과 전자 양자 상태의 상호작용을 연구하는 미국 팀이 '양자 진동 스위치'의 기초를 마련하고 있다. 이 장치는 결정 진동을 이용해 양자 전이를 켜고 끌 수 있어 양자 컴퓨팅과 센싱에 새로운 수준의 제어를 제공할 것이다.

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진동 스위치: UC 리버사이드가 전자 대신 진동으로 컴퓨터를 만드는 이유

2026년 5월 30일 분석 리뷰

[요점]: 실제로 일어나는 일

2026년 5월 26~27일, 캘리포니아 대학교 리버사이드의 QuVET 센터는 세 편의 논문을 발표했으며, 각각 Physical Review Letters 및 기타 저널에서 'Editors' Suggestion' 지위를 받았다. 센터장 나다니엘 게이버는 주요 목표를 다음과 같이 밝혔다. '아이디어는 진동이 제어 요소가 되어 미래의 "양자 진동 스위치"가 결정 진동을 사용해 양자 전이를 켜고 끌 수 있게 하는 것이다.'

모두가 놓치는 핵심 세부 사항: 이것은 또 다른 '양자 컴퓨터'에 관한 것이 아니다. 게이버와 그의 팀은 근본적으로 새로운 종류의 컴퓨팅 장치를 구축하고 있으며, 여기서 정보 비트는 전자의 존재가 아닌 결정 격자의 진동 상태로 인코딩된다. 그리고 그들은 이미 일반 전기장을 사용해 이 상태를 제어할 수 있다.

내부자 이해: QuVET은 민간 연구소가 아니다. 이는 대학 프로젝트로 위장한 군사 센터이다. MURI(다학제 대학 연구 이니셔티브) 프로그램에 따른 750만 달러의 자금은 타니아 파스코바를 통해 미 육군 연구소에서 나왔다. 그리고 교부금 문구는 '양자 컴퓨팅, 안전한 통신 및 센싱 기술에 있어 육군 역량의 상당한 발전 가능성'을 직접 언급한다.

타임라인 및 배경

2년 전 (2024년): UC 리버사이드에 QuVET이 설립된다. 나다니엘 게이버는 미 육군 연구소로부터 750만 달러의 MURI 교부금을 받는다. 교부금에는 컬럼비아 대학교(샤오양 주, 에릭 아르소)의 과학자들도 참여한다.

2026년 3월 6일: 첫 번째 논문이 Physical Review Letters에 게재된다. 게이버와 그의 팀은 이황화텅스텐(WSe₂) 이중층 소자에 전기장을 가하면 파동 함수의 위치를 제어할 수 있음을 실험적으로 보여준다. 즉, 첫 번째 층, 두 번째 층으로 이동시키거나 두 층에 동시에 유지할 수 있다.

2026년 5월 26~27일: 세 편의 QuVET 논문 모두 Physical Review Letters의 편집자로부터 'Editors' Suggestion'으로 공식 인정받는다. 출판물의 20% 미만이 이 지위를 받는다. 공개 발표는 과학 미디어를 통해 퍼진다.

오늘, 2026년 5월 30일: 우리는 전체 그림을 본다. 세 편의 논문은 하나의 프로젝트의 세 가지 측면이다: (1) 전기장에 의한 파동 함수 제어; (2) 초박막 재료에서 양자 상태를 조작하는 새로운 방법; (3) 펨토초 분해능으로 양자 효과 측정.

누가 이기고 누가 지는가

승자

• 미 국방부 (육군 연구소): ARO 프로그램 관리자 타니아 파스코바는 양자 컴퓨팅, 안전한 통신 및 센싱 기술에 대한 응용을 직접 언급한다. 그들은 상온에서 양자 상태를 제어하기 위한 실험 플랫폼을 확보했다. 최초의 '진동 스위치'는 군사 시스템에 등장할 것이다. 현장에서의 양자 키 분배(QKD)와 지하 터널 탐지를 위한 양자 중력 센서에 사용될 것이다.

• 나다니엘 게이버 (교수, QuVET 소장): 그는 방금 새로운 과학적 틈새를 개척했다. 그의 인용 횟수는 급증할 것이다. 3~5년 내에 미국 국립과학원 회원 자격과 200만~500만 달러 상당의 옵션을 가진 양자 스타트업 이사회 초청이 있을 것이다.

• UC 리버사이드: 오랫동안 버클리와 UCLA의 그늘에 가려졌던 이 대학은 방금 진동학 분야의 세계적 리더로서의 명성을 얻었다. 다음 교부금: QuVET은 2026~2027 회계연도에 1500만~2000만 달러의 연방 자금을 받을 수 있다.

• 타니아 파스코바 (ARO 프로그램 관리자): 그녀는 교부금을 직접 감독하며 이미 초기 결과를 펜타곤 지도부에 보고할 수 있다. 국방부에서의 경력에 있어 이는 중요한 자산이다.

패자

• 초전도 큐비트 연구소 (Google, IBM): 그들의 시스템은 0.015K로 냉각해야 한다. 게이버는 상온에서 작업한다. 온도 차이는 20,000배이다. 진동 스위치가 극저온 없이 초전도 큐비트와 동일한 연산을 수행할 수 있다면, 전체 양자 하드웨어 시장이 뒤집힐 것이다.

• 중국 양자 프로그램: 중국에는 비교할 만한 진동학 프로그램이 없다. 그들의 양자 통신 위성은 한 가지이지만, 작동하는 '진동 스위치'를 만드는 것은 또 다른 문제이다. 이 틈새에서 중국은 3~5년 뒤쳐져 있다.

• 고전적 양자점 스타트업 (케임브리지, ETH 취리히): 그들의 접근 방식은 극저온과 복잡한 레이저 시스템을 필요로 한다. 게이버는 전기장을 사용한다. 더 저렴하고, 간단하며, 확장성이 뛰어나다.

미디어가 말하지 않는 것

인사이트 #1: 이 모든 이야기 뒤에는 한 사람, 즉 코넬에서 MIT를 거쳐 리버사이드로 온 나다니엘 게이버가 있다.

게이버는 코넬 대학교 졸업생(2012년 박사)이며, 2D 재료의 아버지 중 한 명인 파블로 하리요-에레로와 함께 MIT에서 박사후 연구를 했다. 2016년 UC 리버사이드로 옮긴 이후 체계적으로 진동학 프로그램을 구축해 왔다.

보도 자료가 말하지 않는 것: 게이버는 초고속 분광학을 위한 가장 복잡한 장치를 구축할 수 있는 실험 물리학자이다. 10⁻¹⁵초의 시간 분해능으로 파동 함수의 움직임을 추적할 수 있는 펨토초 레이저를 사용한다. 이러한 장치는 전 세계에 소수만 있다. 그리고 그 중 하나가 미 육군 자금으로 건설된 QuVET에 있다.

인사이트 #2: '진동 스위치'는 상온에서 작동하는 양자 트랜지스터의 완곡한 표현이다.

게이버는 '결정 진동을 사용해 양자 전이를 켜고 끄는 것'에 대해 이야기한다. 이를 엔지니어 용어로 번역하면: 제어 전극이 전기장(MOSFET에서처럼)이 아닌 결정 격자의 기계적 진동(포논)인 양자 트랜지스터이다.

왜 혁명적인가? 오늘날의 트랜지스터(TSMC의 가장 작은 2nm조차도)는 전자로 작동한다. 전자는 열을 발생시키고, 에너지를 소산하며, 패킹 밀도를 제한하는 열을 만든다. 포논은 원자 진동이다. 같은 의미로 열을 발생시키지 않는다. 진동 스위치는 이론적으로 현대 트랜지스터의 백만 분의 일 전력 소비로 작동할 수 있다.

인사이트 #3: MURI 교부금은 단순한 돈이 아니라 미 육군을 위한 '독점적 접근'이다.

MURI 조건에 따라 외국 조직(중국, 러시아, 유럽 포함)은 직접 자금을 받을 수 없다. 협력자로 참여할 수는 있지만 하청 계약 권리는 없다. 이는 핵심 특허가 미국에 남게 됨을 의미한다.

또한 MURI는 '프로그램 책임자의 적극적인 지도'를 포함한다. ARO의 타니아 파스코바는 중간 보고서를 요구하고, 연구 방향을 조정하며, 더 중요하게는 어떤 결과를 출판하고 어떤 결과를 군사용으로 유지할지 결정할 권리가 있다. 민간 세계는 펜타곤이 공개해도 안전하다고 판단하는 것만 보게 될 것이다.

예측: 향후 30일 및 90일

향후 30일

• 2026년 6월: 파동 함수의 펨토초 역학에 대한 확장 데이터 공개. 팀은 층 간 상태 전환이 얼마나 빠른지 보여줄 것이다. 전환 시간이 1피코초(10⁻¹²초) 미만이면 진동 스위치가 최대 1THz 주파수에서 작동할 수 있음을 의미하며, 이는 현재 프로세서보다 100배 빠른 것이다.

• 미 에너지부 반응: 육군에 이어 민간 자금이 뒤따를 것이다. DOE는 태양 에너지 기술 사무소를 통해 응용 연구에 500만~1000만 달러를 할당할 것이다. 게이버는 한 달 내에 신청서를 제출할 것이다.

• 두 번째 군사 계약: ARO는 QuVET 결과를 기반으로 두 번째 MURI 라운드를 발표할 것이다. 이번에는 예산이 3년간 1000만~1200만 달러에 달할 수 있으며, 응용 센서에 초점을 맞출 것이다.

향후 90일

• 2026년 8~9월: 스타트업을 통한 상업화. UC 리버사이드에는 자체 기술 이전 사무소가 있다. 그들은 게이버가 설립한 새로운 스타트업에 라이선스를 부여할 가능성이 높다. 시드 라운드: 딥테크 펀드(Potential Energy, Breakthrough Energy Ventures, Lowercarbon Capital)로부터 500만~1000만 달러. 스타트업 가치: 2000만~3000만 달러.

• 특허 경쟁: 게이버와 그의 팀은 최소 3~4개의 특허를 출원할 것이다: (1) '양자 진동 스위치', (2) '이중층 재료에서 전기장으로 파동 함수를 제어하는 방법', (3) '쇼클리-퀘이사 한계를 초과하는 양자 효율을 가진 광전지 장치'.

• 중국과 유럽의 대응: ETH 취리히(이웬 추 그룹)는 이미 유사한 개념을 연구하고 있지만 상온이 아닌 극저온 시스템에 초점을 맞추고 있다. 중국 기관(칭화대, 중국과학원)은 6~9개월 내에 WSe₂의 파동 함수 제어에 대한 결과를 발표할 것이다. 그러나 QuVET의 특허 및 군사 자금에서의 선두를 고려할 때 중국은 따라잡고 있을 것이다.

투자자라면 해야 할 일

• 벤처 캐피털 펀드: 지금 UC 리버사이드 이노베이션과 대화를 시작하라. 기회의 창은 3~4개월이다. 시드 라운드를 놓치면 18개월 후 시리즈 A 라운드에서 5~10배 더 지불하게 될 것이다.

• 대기업 (태양 에너지, 반도체): First Solar, SunPower, TSMC — 귀사의 R&D 부서는 이미 진동 기술 통합을 위한 로드맵을 가지고 있어야 한다. 게이버의 기술은 5~7년 내에 현재 실리콘 제품을 쓸모없게 만들 수 있다. 요금이 낮을 때 지금 라이선스하라.

• 개인 투자자 (공개 시장): 직접적인 수단은 없다(UC 리버사이드는 상장되지 않음). 그러나 2D 재료 제조업체(이황화텅스텐, 이황화몰리브덴)의 주식을 주시하라. American Elements(비상장), 2D Semiconductors(비상장). 이들이 생산 능력 확장을 발표하면 그것이 신호이다.

• 피해야 할 것: 차별화가 없는 고전적인 태양광 스타트업에 대한 투자. 엑시톤 관리에 대한 양자 접근 방식이 없다면 QuVET 기술에 패할 것이다.

한 문단 요약: 나다니엘 게이버가 UC 리버사이드에서 하는 일은 '또 다른 양자 연구소'가 아니다. 정보 비트가 전자의 움직임이 아닌 원자 진동인 새로운 컴퓨팅 패러다임을 구축하는 것이다. 그리고 이 프로젝트의 고객은 환경 운동가나 기술 거물이 아니다. 극저온 없이 양자 센서와 안전한 통신이 필요한 미 육군이다. MURI 교부금 750만 달러가 출판 전에 수여되었고 ARO의 타니아 파스코바가 이미 결과에 대해 논평하고 있다는 사실이 모든 것을 말해준다: 베팅은 이루어졌고, 그것은 진동에 걸려 있다. 문명은 10년 안에 결실을 볼 것이다. 펜타곤은 3년 안에 볼 것이다.

— Editorial Team