서론: 양자 컴퓨팅의 미래를 향한 리게티의 비전
양자 컴퓨팅은 과학, 산업, 사회 전반에 걸쳐 혁신적인 변화를 가져올 잠재력을 지닌 차세대 기술로 주목받고 있습니다. 이러한 변혁의 중심에서 리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing, Inc.)은 "인류의 가장 중요하고 시급한 문제를 해결하기 위해 세계에서 가장 강력한 컴퓨터를 구축한다"는 야심 찬 목표를 가지고 2013년 설립되었습니다. 물리학자 채드 리게티(Chad Rigetti)에 의해 설립된 이 회사는 초기 Y Combinator와 같은 인큐베이터 프로그램을 거치며 빠르게 성장했으며 , Andreessen Horowitz, Vy Capital 등 유수의 벤처 캐피털로부터 상당한 투자를 유치했습니다.
리게티는 단순한 하드웨어 개발사를 넘어, 양자 프로세서 설계 및 제조부터 클라우드 플랫폼, 소프트웨어 개발까지 아우르는 풀스택(Full-stack) 접근 방식을 채택하여 양자 컴퓨팅 생태계 전반에 걸쳐 영향력을 확대하고 있습니다. 2022년 3월 2일, 리게티는 SPAC 합병을 통해 나스닥(NASDAQ)에 상장(티커: RGTI)하며 양자 컴퓨팅 분야 최초의 순수 상장 기업 중 하나로 자리매김했습니다. 본 보고서는 리게티 컴퓨팅의 핵심 기술, 비즈니스 모델, 시장 경쟁 환경, 재무 상태 및 미래 로드맵을 심층적으로 분석하여 양자 컴퓨팅 산업 내 리게티의 현재 위치와 미래 전망을 평가합니다.
핵심 기술: 초전도 큐비트와 혁신적 아키텍처
리게티의 기술적 기반은 **초전도 큐비트(Superconducting Qubits)**에 있습니다. 이는 극저온 환경에서 작동하는 초전도 회로를 이용하여 양자 정보를 저장하고 처리하는 방식입니다. 리게티는 특히 트랜스몬(Transmon) 유형의 큐비트를 활용하는 것으로 보이며, 이는 조셉슨 접합(Josephson Junction)을 기반으로 외부 노이즈에 대한 민감도를 줄여 안정성을 높인 설계입니다. 초전도 큐비트는 다른 방식(예: 이온 트랩)에 비해 게이트 작동 속도가 빠르다는 장점이 있지만 , 극저온 냉각 시스템이 필요하고 큐비트 간의 간섭(Cross-talk) 및 결맞음(Coherence) 시간 유지에 기술적 어려움이 따릅니다.
리게티는 이러한 기술적 과제를 극복하고 성능을 향상시키기 위해 독자적인 아키텍처와 제조 공정을 개발했습니다.
Ankaa 아키텍처: 성능과 확장성의 조화
리게티의 최신 주력 시스템은 Ankaa 아키텍처를 기반으로 합니다. 2024년 말 공개된 Ankaa-3 시스템은 84개의 큐비트를 탑재하고 있으며 , 주목할 만한 성능 지표를 달성했습니다.
- 큐비트 수: 84개
- 게이트 충실도 (Gate Fidelity): 양자 연산의 정확도를 나타내는 핵심 지표입니다.
- 단일 큐비트 게이트 충실도: 99.9%
- 2큐비트 게이트 충실도 (중앙값): iSWAP 게이트 99.0%, fSim 게이트 99.5% (참고: 초기 Ankaa-2는 iSWAP 98.6% , fSim은 Ankaa-3에서 99.5% 달성 )
- 결맞음 시간 (Coherence Time): 큐비트가 양자 상태를 유지할 수 있는 시간입니다.
- T1 (에너지 완화 시간): 중앙값 33µs
- T2 (위상 완화 시간): 중앙값 18µs
- 게이트 시간: 연산 속도와 관련됩니다.
- iSWAP 게이트: 중앙값 72ns
- fSim 게이트: 중앙값 56ns
Ankaa 아키텍처는 큐비트를 사각형 격자 형태로 배열하고, 인접한 큐비트 간의 상호작용을 조절하는 **튜너블 커플러(Tunable Couplers)**를 특징으로 합니다. 이는 2큐비트 연산의 속도와 충실도를 높이는 데 기여합니다. 또한, 3D 신호 전달 구조와 개선된 차폐 기술을 통해 큐비트 간 간섭을 최소화하고 성능을 향상시켰습니다.
Novera QPU: 연구 개발을 위한 접근성 강화
리게티는 연구 기관 및 기업 고객이 자체적으로 양자 컴퓨팅 연구를 수행할 수 있도록 Novera QPU를 출시했습니다. Novera는 Ankaa 아키텍처를 기반으로 한 9큐비트 시스템으로, Rigetti의 최첨단 기술에 대한 접근성을 높여 양자 알고리즘 프로토타이핑 및 테스트를 용이하게 합니다.
Novera QPU의 주요 특징은 다음과 같습니다 :
- 대상: 양자 컴퓨팅 연구자, 시스템 설계자, 풀스택 개발자
- 아키텍처: Ankaa 클래스 기반 (3x3 배열 튜너블 트랜스몬 큐비트, 튜너블 커플러)
- 포함된 칩:
- 9큐비트 칩 (주 프로세서)
- 5큐비트 칩 (단일 큐비트 연산 개발 및 특성화용, 더 긴 결맞음 시간)
- 유연성: 사용자가 목표에 맞게 쉽게 재구성하고 맞춤 설정 가능
- 접근성: 24/7 시스템 접근 가능, 리소스 공유나 스케줄링 제약 없음
Novera QPU는 고객이 기존의 극저온 및 제어 시스템에 연결하여 사용할 수 있도록 설계되어 , 양자 컴퓨팅 연구 및 개발의 진입 장벽을 낮추는 데 기여합니다.
ABAA 공정: 큐비트 성능 향상의 핵심
리게티는 큐비트 성능과 확장성을 더욱 향상시키기 위해 **ABAA(Alternating-Bias Assisted Annealing)**라는 혁신적인 칩 제조 공정을 개발했습니다. 이 기술은 초전도 큐비트의 핵심 부품인 조셉슨 접합(Josephson Junction)의 성능을 개선하는 데 중점을 둡니다.
- 해결 과제: 기존 공정에서는 조셉슨 접합의 특성(특히 큐비트 주파수)을 정밀하게 제어하기 어려웠습니다. 이는 2큐비트 게이트의 충실도와 전체 시스템의 확장성에 영향을 미칩니다.
- 작동 방식: ABAA 공정은 칩 패키징 전, 상온에서 조셉슨 접합의 산화물 장벽에 일련의 낮은 교류 전압 펄스를 인가합니다. 이를 통해 큐비트 주파수를 원하는 값으로 정밀하게 조정(튜닝)할 수 있습니다.
- 장점:
- 정밀성 향상: 큐비트 주파수를 매우 정밀하게 타겟팅할 수 있어 2큐비트 게이트 실행 정확도를 높입니다.
- 확장성: 칩 패키징 전에 튜닝이 가능하여 대규모 QPU 생산에 필수적입니다. 레이저 트리밍과 같은 복잡한 공정보다 간단하여 확장성이 뛰어납니다.
- 단순성: 레이저 트리밍 방식보다 공정이 단순합니다.
- 결함 치유: ABAA 공정은 조셉슨 접합 내의 미세한 결함(Two-Level Systems, TLSs)을 일부 치유하는 효과도 보여줍니다. 이는 큐비트의 에너지 손실이나 위상 오류를 줄여 성능 향상에 기여합니다.
- 적용: ABAA 공정은 Novera QPU와 Ankaa-3 시스템 칩 제조에 활용되고 있습니다.
이러한 독자적인 기술 개발은 리게티가 초전도 큐비트 분야에서 경쟁 우위를 확보하고 기술 로드맵을 추진하는 데 중요한 역할을 합니다.
비즈니스 모델 및 시장 경쟁 환경
리게티는 양자 컴퓨팅의 설계, 제조, 배포, 클라우드 서비스 제공까지 모든 단계를 아우르는 풀스택(Full-stack) 접근 방식을 채택하고 있습니다. 이는 기술 개발의 수직적 통합을 통해 혁신 속도를 높이고 시스템 최적화를 용이하게 하는 전략입니다.
핵심 비즈니스 구성 요소
- Rigetti Quantum Cloud Services (QCS): 리게티는 자체 클라우드 플랫폼인 QCS를 통해 사용자들이 양자 컴퓨터에 접근하고 양자 알고리즘을 개발 및 실행할 수 있도록 지원합니다. 이는 서비스형 양자 컴퓨팅(Quantum Computing as a Service, QCaaS) 모델의 핵심으로, 구독 기반의 반복 수익 창출을 목표로 합니다. 또한 AWS Braket, Microsoft Azure와 같은 주요 퍼블릭 클라우드 플랫폼을 통해서도 리게티 시스템에 접근할 수 있어 , 사용자 접근성을 높이고 있습니다.
- Fab-1: 자체 칩 제조 시설: 리게티는 업계 최초의 양자 집적 회로 전용 팹(제조 시설)인 Fab-1을 운영합니다. 이를 통해 칩 설계부터 제조까지 전 과정을 내부적으로 통제하며, 빠른 프로토타이핑과 기술 반복 개발이 가능합니다. 이는 특히 ABAA와 같은 독자적인 공정 기술 개발 및 적용에 있어 중요한 강점입니다.
- 하드웨어 판매 (On-Premise): 리게티는 Novera QPU와 같은 소규모 시스템을 연구소나 기업에 직접 판매하는 온프레미스(On-premise) 모델도 제공합니다. 이는 클라우드 접근 방식 외에 하드웨어 직접 제어를 선호하는 특정 고객층의 요구를 충족시킵니다.
- 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅: 리게티는 양자 컴퓨터가 고전 컴퓨터와 협력하여 문제를 해결하는 하이브리드 접근 방식을 강조합니다. QCS 플랫폼은 이러한 하이브리드 워크로드를 지원하도록 설계되었습니다.
경쟁 환경 분석
양자 컴퓨팅 시장은 기술 발전 초기 단계로 경쟁이 치열합니다. 리게티는 다양한 기술 방식을 사용하는 여러 경쟁자들과 경쟁하고 있습니다.
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회사명
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주요 기술 방식
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큐비트 수/성능 지표 (최신 공개 기준)
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비즈니스 모델
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상장 여부 (티커)
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Rigetti
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초전도
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84 qubits (Ankaa-3)
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풀스택, 클라우드/온프렘
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Public (RGTI)
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IonQ
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이온 트랩
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#AQ 36 (Forte)
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클라우드/시스템 판매
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Public (IONQ)
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IBM
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초전도
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1121 qubits (Condor)
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클라우드/풀스택
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Public (IBM)
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Google
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초전도
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105 qubits (Willow)
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클라우드/연구
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Public (GOOGL)
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Quantinuum
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이온 트랩
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32 qubits (H2-1)
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클라우드/솔루션
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Private (Honeywell JV)
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재무 상태 및 시장 평가
리게티의 재무 상태는 전형적인 기술 성장 기업의 특징을 보여줍니다.
- 매출 성장: 2024년 연간 매출은 1,080만 달러로 전년 대비 소폭 감소했지만 , 2025년에는 34.57% 성장이 예상됩니다. Q4 2024 매출은 230만 달러였습니다.
- 지속적인 손실: 높은 연구개발 비용으로 인해 상당한 영업 손실과 순손실을 기록하고 있습니다. 2024년 영업 손실은 6,850만 달러, 순손실은 2억 100만 달러(주로 비현금성 부채 평가 손실 포함)에 달했습니다. Q4 2024 운영 손실은 1,850만 달러, 순손실은 1억 5,300만 달러였습니다.
- 자금 조달: 운영 및 연구개발 자금 확보를 위해 지속적인 자금 조달이 필요합니다. 최근 1억 달러 규모의 ATM(At-the-Market) 유상증자를 완료했으며 , Quanta Computer로부터 3,500만 달러 투자를 유치했습니다. 2024년 말 기준 현금 및 등가물은 2억 1,720만 달러입니다.
- 주가 변동성: 상장 이후 주가는 큰 변동성을 보였으며 , 현재 주가는 초기 상장 가격보다 낮지만 최저점 대비로는 크게 상승했습니다. 높은 P/S 비율 등은 시장의 높은 기대치를 반영하지만, 동시에 투자 위험도 내포하고 있습니다.
이러한 재무 상황은 양자 컴퓨팅 기술 개발에 막대한 투자가 필요함을 보여줍니다. 리게티가 상장 기업으로서 분기별 실적 압박 속에서 장기적인 기술 개발 로드맵을 성공적으로 이행할 수 있을지가 중요한 관전 포인트입니다.
미래 로드맵: 확장성, 오류 보정, 그리고 양자 이득
리게티는 명확한 기술 로드맵을 통해 양자 컴퓨터의 성능과 규모를 지속적으로 확장해 나가고 있습니다.
확장성 로드맵
리게티의 로드맵은 큐비트 수 증가와 충실도 향상이라는 두 가지 축을 중심으로 진행됩니다.
- Ankaa-3 (84 큐비트): 2024년 말 공개 및 배포 완료. 99% 이상의 2큐비트 게이트 충실도를 목표로 개발되었습니다 (실제 달성: iSWAP 99.0%, fSim 99.5% ).
- 2025년 중반: 36큐비트 모듈러 시스템: 9큐비트 칩 4개를 타일링하여 구성하며, 현재 대비 2배의 오류율 감소(즉, 충실도 향상, 약 99.5% 목표)를 목표로 합니다. 이는 리게티의 멀티칩 모듈(MCM) 아키텍처의 확장성을 보여주는 중요한 단계입니다.
- 2025년 말: 100+ 큐비트 시스템: 36큐비트 시스템과 동일한 수준의 충실도(약 99.5%)를 유지하면서 큐비트 수를 100개 이상으로 확장하는 것을 목표로 합니다.
- 장기 목표: Lyra (336 큐비트) 및 그 이상: 장기적으로는 336큐비트 시스템(Lyra) 및 수천 큐비트 시스템 구축을 목표로 합니다. (초기 SPAC 문서의 1000큐비트(2024), 4000큐비트(2026) 목표 는 현재 로드맵에서 조정된 것으로 보입니다.)
이 로드맵은 단순히 큐비트 수를 늘리는 것뿐만 아니라, 각 큐비트의 품질(충실도, 결맞음 시간)을 동시에 개선하는 데 중점을 둡니다. 초전도 큐비트의 오류율은 복잡한 알고리즘 실행을 제한하는 주요 요인이기 때문에 , 충실도 향상과 큐비트 수 확장을 병행하는 전략은 필수적입니다. 리게티는 ABAA 공정 과 같은 제조 혁신과 정밀한 제어 기술 을 통해 충실도를 개선하고, MCM 아키텍처 를 통해 큐비트 수를 확장하여 유용한 양자 컴퓨터를 더 빨리 구현하려는 전략을 취하고 있습니다.
양자 오류 보정 (QEC) 전략
양자 컴퓨터가 고전 컴퓨터를 능가하는 복잡한 문제를 해결하기 위해서는 양자 오류 보정(Quantum Error Correction, QEC) 기술이 필수적입니다. 양자 상태는 외부 환경과의 상호작용으로 인해 오류가 발생하기 쉬운데, QEC는 이러한 오류를 감지하고 수정하여 계산의 신뢰성을 높이는 기술입니다. 하지만 QEC는 하나의 논리적 큐비트(오류가 보정된 큐비트)를 구현하기 위해 다수의 물리적 큐비트가 필요한 높은 오버헤드를 요구합니다.
리게티는 QEC 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 전략을 추진하고 있습니다:
- Riverlane과의 파트너십: 영국의 양자 오류 보정 소프트웨어 전문 기업인 Riverlane과 긴밀하게 협력하고 있습니다. Riverlane의 오류 디코더 기술을 리게티 하드웨어 및 제어 시스템과 통합하여 실시간 저지연 QEC를 구현하는 데 중점을 둡니다. Ankaa-2 시스템에서 성공적인 실시간 QEC 시연을 발표한 바 있습니다.
- 영국 NQCC 프로젝트: 영국 국립양자컴퓨팅센터(NQCC), Riverlane과 함께 Innovate UK의 지원을 받아 초전도 큐비트 시스템의 QEC 성능을 벤치마킹하고 향상시키는 프로젝트를 진행 중입니다. 이 프로젝트에는 NQCC에 설치된 리게티 시스템을 36큐비트로 업그레이드하는 계획이 포함되어 있습니다.
- 효율적인 오류 보정 부호 연구: 기존의 표면 부호(Surface Code)보다 물리적 큐비트 오버헤드가 적을 것으로 기대되는 양자 저밀도 패리티 검사(qLDPC) 부호와 같은 효율적인 QEC 부호 구현에 중점을 두고 있습니다. 이는 제한된 수의 큐비트로 오류 보정 효과를 극대화하려는 전략으로 해석됩니다.
- 하드웨어-소프트웨어 통합: 리게티의 풀스택 접근 방식은 QEC 알고리즘과 디코더를 하드웨어 및 제어 시스템과 긴밀하게 통합하는 데 유리합니다. 이는 실시간 오류 감지 및 수정에 필수적인 저지연 피드백 루프를 구현하는 데 강점으로 작용할 수 있습니다.
리게티는 하드웨어 성능 개선과 더불어 효율적인 QEC 기술 개발 및 통합을 통해 오류에 강한(Fault-tolerant) 양자 컴퓨터 구현을 앞당기려 하고 있습니다. 이는 단순히 더 많은 큐비트를 만드는 것을 넘어, 실제 문제 해결에 사용할 수 있는 '유용한' 양자 컴퓨터를 만드는 데 핵심적인 과제입니다.
목표: 양자 이득 (Quantum Advantage)
리게티의 궁극적인 목표는 양자 이득(Quantum Advantage), 즉 특정 문제에 대해 양자 컴퓨터가 고전 컴퓨터보다 뛰어난 성능을 보이는 시점을 달성하는 것입니다. 단기적으로는 특정 산업 문제에 대해 고전 컴퓨터를 능가하는 **좁은 의미의 양자 이득(Narrow Quantum Advantage)**을 목표로 하고 있으며 , 장기적으로는 오류 보정을 통해 복잡하고 광범위한 문제를 해결할 수 있는 오류 감내 양자 컴퓨팅(Fault-tolerant Quantum Computing) 시대를 여는 것을 목표로 합니다. 리게티는 금융 모델링, 신소재 개발, 신약 개발, 기계 학습, 최적화 등 다양한 분야에서 양자 컴퓨터의 활용 가능성을 탐색하고 있습니다.
결론: 리게티의 양자 도약 – 높은 위험, 높은 보상?
리게티 컴퓨팅은 양자 컴퓨팅이라는 혁신적인 기술 분야에서 주목할 만한 플레이어임이 분명합니다. 회사의 강점은 다음과 같이 요약할 수 있습니다:
- 선구적인 풀스택 접근 방식: 칩 설계 및 제조(Fab-1)부터 클라우드 서비스(QCS)까지 수직적으로 통합하여 빠른 혁신과 최적화가 가능합니다.
- 혁신적인 기술: 초전도 큐비트 분야에서 독자적인 ABAA 공정 과 확장 가능한 멀티칩 아키텍처 를 통해 기술적 차별화를 추구합니다.
- 입증된 성능 향상: Ankaa-3 시스템을 통해 84큐비트 규모에서 높은 게이트 충실도를 달성하며 기술 로드맵 이행 능력을 보여주었습니다.
- 전략적 파트너십: Riverlane(QEC) , Quanta(제조/투자) , 정부 기관 등과의 협력을 통해 기술 개발 및 상용화를 가속화하고 있습니다.
- 명확한 로드맵: 큐비트 수 확장과 충실도 향상, QEC 구현을 목표로 하는 구체적인 로드맵을 제시하고 있습니다.
하지만 리게티 앞에는 상당한 도전 과제와 위험 요소 또한 존재합니다:
- 치열한 경쟁: IBM, Google과 같은 거대 기술 기업 및 IonQ, Quantinuum 등 강력한 경쟁사들과의 경쟁에서 우위를 확보해야 합니다.
- 재무적 부담: 지속적인 연구개발 투자로 인해 상당한 재정적 손실을 겪고 있으며, 추가 자금 조달의 필요성이 상존합니다. 상장 기업으로서 시장의 기대와 주가 변동성에 대한 부담도 안고 있습니다.
- 기술적 난제: 높은 충실도를 유지하면서 초전도 큐비트 수를 수백, 수천 개로 확장하는 것은 여전히 어려운 기술적 과제입니다. 효율적인 QEC 구현 또한 중요한 허들입니다.
- 실행 위험: 야심 찬 로드맵과 QEC 전략을 계획대로 실행하고 실질적인 양자 이득을 증명해야 하는 과제가 남아 있습니다.
결론적으로 리게티 컴퓨팅은 양자 컴퓨팅 경쟁에서 중요한 위치를 차지하고 있지만, 높은 위험을 동반하는 투자 대상으로 평가될 수 있습니다. 자체 팹과 풀스택 모델은 혁신 속도 측면에서 잠재적 이점을 제공하지만, 성공은 지속적인 기술 돌파, 로드맵의 효과적인 실행(특히 QEC), 그리고 어려운 재무 및 경쟁 환경을 헤쳐나가는 능력에 달려 있습니다. 리게티가 차세대 컴퓨팅 혁명의 기반을 구축하고 있는지, 아니면 기술적, 재정적 장벽이 너무 높은 것으로 판명될지는 앞으로 몇 년, 특히 2025년으로 설정된 주요 기술 마일스톤 달성 여부가 중요한 분수령이 될 것입니다.
