(RGTI) 리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing)

리게티 컴퓨팅 현재 투자중.

아래 내용은 리게티컴퓨팅 홈페이에 등록된 파일을 해석한 내용.

 

 

 

 

리게티의 사명

"세계에서 가장 강력한 컴퓨터를 구축하여 인류의 가장 중요한 문제를 해결한다."

 

 

리게티의 전략

"초전도 양자 컴퓨팅 분야에서 선도적인 역할을 한다."

 

 

10년 이상의 리더십 역사

• 2013년 설립 이후 16개의 양자 시스템 배포
• 미국 캘리포니아 버클리에 퀀텀 데이터 센터 설립(2015년)
• 최초의 클라우드 기반 하이브리드 양자 플랫폼 출시(2017년)
• Amazon Web Services(AWS)에 32-큐비트 시스템 배포(2018년)
• 80-큐비트 시스템 상용화(2020년)
• 세계 최초의 양자 칩 제조 시설 Fab-1 설립(2022년)

 

기존 컴퓨팅 한계점과 양자 컴퓨팅의 필요성

고전 컴퓨터의 한계

1. 모어의 법칙 둔화
   • 3nm 공정 기술 도달 비용이 급격히 증가.
   • 차세대 출시가 점차 느려지고 있음.
   • 칩의 미세화 대신 GPU, FPGA 등의 특화 기술에 의존.
2. 병렬화의 한계
   • 프로세서 추가 시 자원 소비가 크게 증가.
   • 병렬화로 얻는 이점이 점점 줄어듦.
3. 에너지 소모 증가
   • 슈퍼컴퓨터는 엄청난 전력을 필요로 함.
   • 트랜지스터 추가 시 1:1로 에너지 소모 증가.
4. 복잡한 문제 해결의 한계
   • 고분자 시뮬레이션 등 문제는 복잡성과 변수 상호작용 때문에 접근이 어려움.
   • 큰 숫자의 소인수분해 등은 기존 컴퓨터로는 수백만 년이 걸림.

양자 컴퓨팅의 해답

1. 압도적인 속도
   • 수십 년이 걸릴 연산을 몇 초 만에 처리 가능.
2. 복잡한 데이터 표현 용이
   • 물리적 자원 소모가 적음.
3. 혁신적인 전력 효율성
   • 기존 컴퓨터 대비 최대 80배 낮은 전력 소모

 

리게티의 기술 및 제조 역량

양자 기술 가치 체인

1. 칩 설계 및 제조
   • 양자 회로의 아키텍처 및 설계를 주도.
   • 고성능 양자 회로 웨이퍼 및 다이 제작 기술 제공.
2. 양자 프로세서
   • 초전도 양자 프로세서로 고성능 큐비트를 제공.
   • 목표: 300~3000 큐비트, 99.5% 이상의 정확도.
3. 인터커넥트 기술
   • 세계 최초의 다중 칩 상호 연결 기술.
   • 신호 밀도 증가, 열 부하 감소.
4. 제어 시스템
   • 양자 작업 수행을 위한 마이크로파 신호 생성 하드웨어.
   • 고성능 제어 시스템으로 $10K/큐비트 제공.
5. 소프트웨어 및 클라우드 서비스
   • 하이브리드 연산을 위한 운영체제 및 도구 제공.
   • 온프레미스 및 퍼블릭 클라우드 통합 지원.

 

 

 

시장 기회

글로벌 투자 및 성장 예측

• 2024년 기준, 총 $420억의 양자 컴퓨팅 정부 투자
• 미국, 영국, 인도, EU 등 주요 국가들이 양자 기술에 대규모 자금 투입.
• IDC 예측에 따르면 2027년까지 양자 컴퓨팅 시장은 $76억 달러로 성장할 전망.

양자 컴퓨팅의 애플리케이션

1. 금융: 시뮬레이션 및 리스크 분석.
2. 제약: 신약 개발 최적화.
3. 항공우주 및 방위산업: 복잡한 최적화 문제 해결.

 

리게티의 확장 전략

목표

1. 좁은 양자 우위를 달성(nQA)
   • 기존 고전적 방식보다 빠르고 효율적인 문제 해결.
2. 광범위한 양자 우위 달성(bQA)
   • 기존 고전적 방식으로는 풀 수 없는 문제 해결.

로드맵

1. 2025년 목표
   • 4개의 9-큐비트 칩 기반 36-큐비트 시스템 개발.
   • 99.5%의 2-큐비트 정확도 도달 예상.
2. 장기 계획
   • 300~1000 큐비트 시스템으로 확장.
   • 실용적인 양자 우위 애플리케이션 개발.

 

양자 컴퓨팅이 제공하는 이점

1. 속도
   • 양자 컴퓨터는 계산 속도를 수십 년에서 몇 초로 단축할 수 있습니다.
   • 예: 고전적 컴퓨터로는 수백만 년이 걸릴 수 있는 큰 숫자의 소인수분해도 빠르게 처리 가능.
2. 복잡한 데이터 표현 능력
   • 복잡한 데이터를 효율적으로 처리하고 표현 가능.
   • 고전적 컴퓨터는 분자 시뮬레이션을 위해 10¹⁵개의 계수가 필요한 반면, 양자 컴퓨터는 50개의 큐비트로 이를 처리 가능.
3. 에너지 효율성
   • 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 최대 80배 적은 전력을 소모함.

 

 

리게티의 양자 우위 달성을 위한 프레임워크

주요 단계:

1. 참조 애플리케이션 (Reference Applications)
   • 양자 시스템의 개념 증명 단계.
   • 양자 시스템의 기본적인 성능 및 가능성을 테스트하고 프로토타입 개발.
2. 오류 완화 (Error Mitigation)
   • 계산 오류를 줄이는 기술 적용.
   • 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위한 초기 단계.
3. 우위 가능 서브루틴 (Advantage-Capable Subroutines)
   • 기존 고전적 컴퓨터로는 시뮬레이션이 불가능한 양자 서브루틴 개발.
   • 이 서브루틴은 "좁은 양자 우위"와 "광범위한 양자 우위"로 이어지는 기반이 됨.
4. 좁은 양자 우위 (Narrow Quantum Advantage, nQA)
   • 운영적으로 중요한 문제를 기존 방식보다 빠르고 효율적으로 해결하는 단계.
   • 특정 응용 분야에서 양자 컴퓨터가 고전 컴퓨터를 능가하는 것을 의미함.
5. 광범위한 양자 우위 (Broad Quantum Advantage, bQA)
   • 고전적으로 풀기 어려운 문제를 양자 컴퓨터가 해결하는 단계.
   • 이 단계에서 양자 컴퓨팅은 다양한 실질적 문제 해결에 적용될 수 있음.

 

 

양자 우위를 결정하는 핵심 요소:

• 큐비트 수(Qubit Count): 다룰 수 있는 문제의 최대 크기.
• 정확도(Fidelity): 계산 결과의 신뢰성.
• 게이트 속도(Gate Speed): 작업 완료까지의 처리 시간.
• 결과 활용성(Usability): 결과를 실질적으로 적용할 수 있는지 여부.

 

주요 협력 및 파트너십:

1. 국가 및 연구 기관
   • 영국 국가 양자 컴퓨팅 센터(NQCC), 미 공군 연구소(AFRL), 페르미 국립 가속기 연구소(Fermilab)
     • 리게티는 이들 기관의 양자 하드웨어 공급업체로 선정되었습니다.
   • DARPA와 협력하여 양자 컴퓨팅 성능 벤치마크 개발 및 복잡한 최적화 문제를 해결할 수 있는 양자 컴퓨터 개발.
2. 금융 분야의 협력
   • HSBC, 스탠다드 차타드 은행, ADIA 연구소, 무디스 애널리틱스 등과 협력.
   • 금융 산업을 위한 실질적 양자 컴퓨팅 활용 사례를 개발 중.
3. 클라우드 통합
   • 리게티의 QPU(Quantum Processing Unit)가 AWS, Microsoft Azure와 같은 퍼블릭 클라우드 플랫폼에 통합.
   • Strangeworks, Qbraid 등 서비스 제공업체와 협력.
4. 직접 서비스 제공
   • 리게티의 QCS® Direct 클라우드 서비스는 미국 에너지부(DoE), 국방부(DoD), NASA, Fermilab 및 기타 기관에서 사용.

 

 

경영진 (Management Team)

1. Dr. Subodh Kulkarni
   • CEO 겸 사장(President and CEO)
   • 양자 컴퓨팅 및 첨단 기술 산업에서 오랜 경험과 전문성을 보유.
   • 회사의 전략적 방향 설정 및 운영 전반을 담당.
2. Jeffrey Bertelsen
   • CFO(Chief Financial Officer)
   • 재무 관리 및 비즈니스 확장을 위한 주요 전략 설계 및 실행.
3. David Rivas
   • CTO(Chief Technology Officer)
   • 리게티의 기술 로드맵 및 연구개발을 주도.
4. Rick Danis
   • 총괄 법무 자문(General Counsel)
   • 법률 및 규제 준수를 감독하며 계약 및 협상을 총괄.
5. Jackie Kaweck
   • 인적 자원 총괄 수석 부사장(SVP, Human Resources)
   • 인재 확보 및 조직 문화 관리 책임.

 

 

이사회(Board of Directors)

1. Thomas J. Iannotti
   • 이사회 의장(Chairman of the Board)
   • 기술 및 경영 리더십 경험으로 회사의 의사 결정 과정에 기여.
2. Dr. Subodh Kulkarni
   • 이사회 구성원
   • 경영진과 이사회를 연결하며 기술 및 전략적 방향성 제시.
3. Michael Clifton
   • 이사회 구성원
   • 재무 및 투자 전략 경험.
4. Alissa M. Fitzgerald
   • 이사회 구성원
   • 반도체 및 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 전문성 보유.
5. Dr. Ray O. Johnson
   • 이사회 구성원
   • 연구개발 및 기술 상용화 경험.
6. Cathy McCarthy
   • 이사회 구성원
   • 경영 및 기술 비즈니스 확장 전략 기여.
7. H. Gail Sandford
   • 이사회 구성원
   • 리더십 및 조직 혁신 경험.

 

 

정부가 주도하는 양자 컴퓨팅 프로그램의 예

1. 미국
   • 국가 양자 이니셔티브법 (National Quantum Initiative Act)
   • 2024 회계연도 요청 예산: $9억 6800만 달러.
2. 영국
   • 국가 양자 기술 프로그램 (National Quantum Technologies Programme)
   • 10년 동안 £25억 파운드 투자.
3. 인도
   • 국가 양자 임무 (National Quantum Mission)
   • 8년 동안 $7억 4000만 달러 투자.
4. 유럽연합 (EU)
   • 양자 기술 플래그십 프로그램 (Quantum Technologies Flagship)
   • 10년 동안 €10억 유로 투자.

 

 

 

글로벌 시장 성장 전망

• IDC 예측에 따르면 2027년까지 글로벌 양자 컴퓨팅 시장은 $76억 달러에 이를 것으로 전망됩니다.
• 이 중 약 30%는 초전도 기반 QPU(Quantum Processing Unit)와 QCS(Quantum Cloud Services)에 해당할 것으로 예상됩니다.
• 중국 시장 제외 기준으로 한 추정입니다.

 

 

초기 성장을 이끄는 주요 요인

1. 2024~2025년
   • 주요 국가의 양자 컴퓨팅 센터 및 국립 연구소의 온프레미스 하드웨어 구매가 성장을 주도.
   • 예: 시카고 Bloch 기술 센터, 영국의 NQCC, 오크리지 국립 연구소.
2. 2026년 이후
   • 금융, 제약, 항공우주, 국방 등 상업 고객의 투자 증가가 성장에 기여할 것으로 예상.
3. 2027~2028년
   • 양자 우위(Quantum Advantage)에 가까워짐에 따라 더 폭넓은 산업 채택이 이루어질 전망.

 

 

리게티의 Fab-1 - 업계 최초의 전용 통합 양자 팹(Fab)

 

Fab-1의 주요 역할 및 기능

1. 연구개발(R&D) 파트너십 자산
   • Fab-1은 리게티의 Foundry Services 사업과 외부 파트너십을 지원.
   • 미국 기반의 유일한 전용 양자 팹으로, 미국의 양자 기술 리더십에 기여.
2. 혁신 주기 가속화
   • **빠른 설계-제작-테스트 반복 주기(flywheel)**를 통해 기술 혁신과 성능 개선을 신속히 실현.
   • 스케일업 및 대규모 시스템 구축을 위한 기반 제공.
3. 공급망 리스크 완화
   • 불리한 거시경제 조건에서도 안정적인 공급망을 유지.
   • 자체 생산 시설을 통해 외부 의존도를 줄임.
4. 자본 효율성
   • Fab-1은 대규모 시스템을 효율적으로 확장하여 양자 우위를 실현하는 데 기여.
5. 지적재산권(IP) 생성
   • Fab-1은 42건의 특허(20건 발급, 22건 출원 중)를 보유하며, 이는 프로세서 칩 설계, 제조, 조립(다중 칩 프로세서 포함)을 포함.

 

 

 

Fab-1의 차별화된 특징

• 산업 진입 장벽 구축
  • Fab-1은 리게티의 경험과 능력을 바탕으로 경쟁 우위를 제공하며, 새로운 진입자를 방어할 수 있는 중요한 장벽 역할.
• 개발 주기 단축
  • Fab-1은 기존 반도체 및 MEMS 공정 대비 더 짧은 개발 주기를 실현하여 경쟁력 강화.
  • 일반 MEMS: 17~30주 소요.
  • Fab-1: 5~15주 소요.

 

확장 가능한 아키텍처의 핵심 요소

1. 3D 신호 전달 (Vertical Signaling)
   • 기존 2D 신호 라우팅을 대체하는 3D 신호 전달 기술.
   • 높은 밀도, 모듈식 프로세서 I/O 지원.
   • 신호 라인 재설계를 필요로 하지 않아 세대 간 호환성 증가.
2. 모듈식 조립 (Modular Assembly)
   • 캐리어 디바이스에 모듈을 조립하여 프로세서 성능과 생산 수율을 향상.
   • 이종 통합 가능성 제공(예: 프로세싱, 메모리, 네트워킹 등 특화된 칩 결합).
3. 모듈 간 연결 (Inter-Module Connectivity)
   • 저지연 연결로 모듈 간 고신뢰 양자 얽힘 제공.
   • 확장된 프로세서 아키텍처를 가능하게 함.
4. 대규모 확장 (Large-Scale Processors)
   • 동일한 구조로 설계된 타일을 조립하여 직접 확장 가능한 아키텍처 제공.

 

 

Ankaa™ 아키텍처의 주요 단계

1. Ankaa-1 (단일 다이, 84Q)
   • 2022년 4분기 배포.
   • 초기 아키텍처로 옥타곤(Octagon) 토폴로지 사용.
   • 2-큐비트 게이트 정확도: 95%.
2. Ankaa-2 (단일 다이, 84Q)
   • 2023년 2분기 배포.
   • 정사각형(Square) 토폴로지로 전환 및 가변 커플러(Tunable Coupler) 추가.
   • 2-큐비트 게이트 정확도: 98%.
   • 게이트 속도: < 90ns.
3. Ankaa-3 (단일 다이, 84Q)
   • 2024년 하반기 배포 예정.
   • 예상 2-큐비트 게이트 정확도: 99%.
   • 게이트 속도: < 80ns.
   • 향상된 주파수 조정 및 칩 레이아웃 최적화 포함.
4. Ankaa-4 (다중 칩, 36Q 시스템)
   • 4개의 9Q 칩 조합으로 확장된 아키텍처.
   • 2025년 2분기 배포 예정.
   • 2-큐비트 게이트 정확도: 99.5% 예상.

 

 

Ankaa™ 아키텍처의 기술적 혁신

1. 가변 커플러(Tunable Couplers)
   • 양자 큐비트 간 연결 성능을 극대화하여 높은 정확도와 안정성을 보장.
2. 3D 신호 라우팅
   • 세대 간 설계 변경 없이 높은 밀도와 효율적인 신호 처리를 지원.
3. 다중 칩 시스템 확장
   • 36-큐비트 다중 칩 시스템을 기반으로 향후 100+ 큐비트 시스템으로 확장 가능.

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Ankaa™ 아키텍처의 로드맵

• 2022년: 첫 단일 다이 시스템(Aspen-M-X) 배포.
• 2023~2024년: Ankaa 시리즈를 통해 성능 및 정확도 지속 개선.
• 2025년: 36-큐비트 다중 칩 시스템 출시로 확장성 증대.

 

2025 시스템의 주요 특징

1. 4-칩 기반 36-큐비트 시스템
   • 4개의 9-큐비트 칩으로 구성된 다중 칩 QPU(Quantum Processing Unit).
   • 성능과 확장성을 결합한 차세대 아키텍처.
2. 높은 2-큐비트 게이트 정확도
   • 예상 정확도: 99.5%.
   • 높은 정확도를 통해 양자 계산의 신뢰성과 활용성을 극대화.
3. 게이트 속도 및 성능 최적화
   • 최적화된 신호 라우팅 및 연결을 통해 높은 처리 속도와 낮은 지연 시간 제공.

 

배포 일정

1. 2025년 2분기
   • 첫 번째 36-큐비트 시스템 출시 예정.
2. 2025년 4분기
   • 108-큐비트 시스템으로 확장 예정.
   • 이는 다중 칩 아키텍처의 모듈식 설계와 기술적 발전을 기반으로 구현.