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▲ 퀀텀 시스템 어낼리시스는 양자 시스템의 원활한 분석 및 설계를 가능하게 하는 최초의 EDA 시스템 환경이다.

키사이트테크놀로지스가 양자 엔지니어들이 시스템 레벨에서 양자 시스템을 시뮬레이션하고 최적화할 수 있도록 지원하는 획기적인 전자 설계 자동화(EDA) 솔루션인 ‘퀀텀 시스템 어낼리시스(Quantum System Analysis)’를 출시했다고 발표했다. 이번 솔루션은 기존의 ‘퀀텀 레이아웃(Quantum Layout)’, ‘퀀텀프로 EM(QuantumPro EM)’, ‘퀀텀 회로 시뮬레이션(Quantum Circuit Simulation)’ 등을 포함하는 키사이트의 양자 EDA 포트폴리오를 대폭 확장한 것이다. 특히 이번 발표는 2025년 노벨 물리학상이 ‘초전도 양자 회로’ 분야의 성과를 인정한 직후에 이루어져 더욱 의미가 깊다. 이 분야는 키사이트 신규 솔루션의 핵심 영역인 만큼, 이번 출시는 업계의 관심이 집중되는 매우 중요한 시점에 성사되었다.

그동안 시스템 레벨의 양자 분석은 전자기, 회로, 양자 역학 등 다양한 물리적 영역을 하나의 통합된 시뮬레이션 환경에 구현해야 하는 복잡성 때문에, 오랫동안 난제로 여겨져 왔다. 기존의 접근 방식은 파편화된 툴에 의존하거나 시간과 비용이 많이 소모되는 반복적인 극저온 실험을 거쳐야 했다. 

키사이트의 퀀텀 시스템 어낼리시스는 이러한 간극을 해소하는 통합 플랫폼을 제공한다. 이를 통해 양자 시스템 설계의 조기 검증이 가능해져 개발 주기를 단축하고 설계 신뢰도를 높일 수 있다. 연구원들은 초기 설계 단계부터 시스템 레벨 실험에 이르는 양자 워크플로우를 시뮬레이션함으로써, 고비용의 극저온 테스트에 대한 의존도를 낮추고 검증에 소요되는 시간을 앞당길 수 있게 되었다. 이 통합 솔루션은 양자 실험 시뮬레이션을 지원하며, 열 잡음(thermal noise) 및 큐비트 온도 추정을 위한 희석 냉동기(dilution fridge) 입력 라인 최적화 도구를 포함한다. 

이번에 새롭게 출시된 퀀텀 시스템 어낼리시스는 양자 연구의 정밀도를 높이는 두 가지 핵심 기능을 도입했다. 먼저 ‘시간 역학 시뮬레이터(Time Dynamics Simulator)’는 전자기 및 회로 시뮬레이션에서 도출된 해밀토니안(Hamiltonians)을 기반으로 양자 시스템의 시간적 진화를 모델링한다. 이를 활용하면 라비(Rabi)나 램지(Ramsey) 펄싱과 같은 복잡한 양자 실험을 정밀하게 시뮬레이션할 수 있어, 연구원들이 시간의 흐름에 따른 큐비트의 거동을 명확하게 파악하는 데 큰 도움이 된다. 

또한 ‘희석 냉동기 입력 라인 디자이너(Dilution Fridge Input Line Designer)’는 큐비트로 연결되는 크라이오스탯(cryostat) 입력 라인을 정밀하게 모델링하는 기능이다. 이 기능은 열 잡음 분석과 효과적인 큐비트 온도 추정을 가능하게 하여, 엔지니어들이 냉동기의 입력 아키텍처를 시뮬레이션하고 열 광자(thermal photon) 누설을 최소화함으로써 결과적으로 시스템의 충실도(fidelity)를 크게 개선할 수 있도록 지원한다. 

키사이트 신규 시장 부문 수석 이사 크리스 뮈스(Chris Mueth)는 “퀀텀 시스템 어낼리시스는 전자기 및 회로 레벨 모델링과 포괄적인 시스템 레벨 시뮬레이션을 원활하게 연결하여 진정한 통합 양자 설계 워크플로를 완성한다”라며, “이러한 영역들을 연결함으로써 파편화된 툴체인과 반복적인 극저온 테스트의 필요성을 제거하고, 양자 시스템 개발에서의 혁신 가속화와 신뢰도 향상을 실현한다”고 말했다. 

키사이트 양자 솔루션 기획 총괄 모하메드 하산(Mohamed Hassan)은 “퀀텀 시스템 어낼리시스는 양자 혁신을 가속화하는 도약점이다”라며, “시뮬레이션을 통한 ‘시프트 레프트(Shift left, 개발 초기 단계로 검증 이동)’를 구현하여 반복적인 극저온 실험 필요성을 줄이고, 연구원들이 개발 주기 초기에 시스템 레벨 설계를 검증할 수 있도록 지원한다”고 강조했다. 

퀀텀 시스템 어낼리시스는 키사이트의 ‘ADS 2026(Advanced Design System 2026)’ 플랫폼의 일부로 제공되며 기존 양자 EDA 솔루션을 보완한다. 초전도 큐비트 플랫폼을 지원하며 스핀 큐비트와 같은 다른 방식으로도 확장이 가능해 양자 R&D 팀에게 다양한 선택지를 제공한다.