[서울과학기술대학교 스타트업 CEO] 광학 기반 양자컴퓨터를 위한 고안정 양자-광학 시스템을 개발하는 기업 ‘옵티큐랩스’

정성재 옵티큐랩스 대표

-양자컴퓨터 구현에 필요한 핵심 광학 하드웨어를 직접 설계하고 제작하며, 특수 목적용 레이저 모듈 설계부터 제어, 이온트랩 원천기술까지 전주기 통합 기술 역량을 보유하고 있어

옵티큐랩스는 ‘이온트랩 양자컴퓨터’ 구현에 필수적인 고안정 양자-광학 시스템을 개발하는 스타트업이다. 양자컴퓨터 구현에 필요한 핵심 광학 하드웨어를 직접 설계하고 제작하며, 특수 목적용 레이저 모듈 설계부터 제어, 이온트랩 원천기술까지 전주기 통합 기술 역량을 보유하고 있다. 정성재 대표가 2025년 2월에 설립했다.

“한양대학교에서 기계공학을 전공했고, 기술 기반 사업 기획과 시스템 개발 관점에서 딥테크 분야를 준비해 왔습니다. 공동창업자인 천동욱 CTO는 광학, 분광, 이온화, 이온트랩 분야에서 오랜 연구 경험을 보유하고 있으며, 이러한 역량을 바탕으로 함께 옵티큐랩스를 설립하게 됐습니다.”

대표 아이템은 ‘이온트랩 양자컴퓨터용 고정밀 레이저 시스템과 레이저 제어 및 안정화 시스템’이다. “이온트랩 방식의 양자기술은 원자를 정밀하게 이온화하고 제어해야 하기 때문에, 매우 정교한 (좁은 선폭과 높은 안정성) 광학 시스템이 필수적입니다.”

옵티큐랩스는 이러한 수요에 맞춰 양자 전용 광학 솔루션 패키지 형태로, 고안정 ECDL 레이저 시스템, 레이저 안정화 시스템, 다단 공명 이온화 시스템, 이온트랩 시스템을 단계적으로 개발하고 있다. 장기적으로는 양자메모리, 양자컴퓨터 핵심 모듈까지 확장하는 것을 목표로 하고 있으며, 단일 부품이 아니라 양자기술 구현에 필요한 광학 하드웨어 스택을 단계적으로 구축하는 전략을 가지고 있다.

옵티큐랩스의 경쟁력은 크게 기술력과 서비스 확장성 두 가지다. 기술적으로, 옵티큐랩스는 구현이 까다로운 캣츠아이(Cat's eye) 기반 외부 공진기 구조를 적용하여 100kHz 이하의 좁은 선폭을 유지하는 정밀도를 확보했다. 이러한 양자기술에 특화된 광학 하드웨어를 직접 설계하고 제작할 수 있다는 점이 가장 큰 경쟁력이다.

또 하나의 경쟁력은 단순한 레이저 공급을 넘어, 실제 양자 실험과 시스템 구현에 필요한 안정화와 커스터마이징까지 대응할 수 있는 ‘올인원 솔루션’을 제공한다는 점이다. 고객 입장에서는 부품 하나를 구매하는 것이 아니라, 실제 사용할 수 있는 광학 솔루션을 함께 받는 형태가 된다.

“기존에는 외산 장비를 수입해 연구자가 직접 세팅하고 유지보수하느라 시간과 비용 등 리소스의 낭비가 컸습니다. 우리는 국내 제조를 통한 빠른 리드타임은 물론, 양자컴퓨터 환경에 맞춘 세팅과 튜닝, 유지보수까지 지원하는 광학 시스템 구축 서포트를 제공하여 연구자들이 겪고 있는 불필요한 페인포인트를 해결합니다.”

옵티큐랩스는 일반 소비자 대상 마케팅보다는 기술 검증과 네트워크 기반의 B2B 판로 개척에 집중하고 있다. 주요 고객군은 대학 연구실, 정부출연 연구기관, 양자 및 광학 관련 스타트업, 그리고 향후 글로벌 양자기술 기업들이다. 현재는 연구기관 및 학계와의 협력, 기술 실증, 공동개발 논의를 통해 초기 레퍼런스를 확보하는 데 집중하고 있다. 또한 국내외 양자 관련 행사와 전시회, 기술 교류 프로그램에 적극 참여하면서 산업 네트워크를 넓혀가고 있다. “초기 시장에서는 스탠다드가 아직 충분히 정립되지 않아 신뢰성과 기술 적합성이 매우 중요하기 때문에 실증과 레퍼런스 중심으로 시장을 개척하고 있습니다.”

옵티큐랩스는 시드 단계에서 투자를 유치해 왔고 추가 투자 유치도 진행하고 있다. 초기에는 정부 지원사업과 보증을 통해 기반을 마련했고, 이후 민간 투자 유치를 통해 연구개발과 사업화 속도를 높이고 있다. 앞으로 유치한 자금은 고정밀 레이저 시스템의 상용화, 이온화 시스템 개발, 핵심 장비 확보, 연구 인력 확충에 집중적으로 투입할 계획이다. 정 대표는 “옵티큐랩스는 연구 단계에 머무르지 않고 실제 고객이 도입할 수 있는 양자-광학 하드웨어 기업으로 성장하는 것을 목표로 하고 있다”고 말했다.

정 대표는 어떻게 창업하게 됐을까. “일본 동경대와 원자력연구소에서 13년간 광학 및 이온트랩을 연구해 온 천동욱 CTO를 만나면서 뜻을 모았습니다. 한국도 양자컴퓨터에 대한 관심과 투자가 커지고 있지만, 그 안에서 실제로 필요한 핵심 광학 하드웨어는 여전히 해외 의존도가 높고 국내 공급 기반이 매우 약하다는 점을 확인했습니다. 특히 이온트랩 방식은 정밀 광학 기술이 핵심인데, 이 부분을 제대로 대응할 수 있는 기업이 많지 않았습니다. 우리는 이 문제를 기술적 공백이자 사업적 기회로 판단했고, 해외 의존도가 높고 공급망 리스크가 큰 핵심 광학 하드웨어 시장을 우리가 독자적인 기술로 국산화해 보자는 확신으로 창업했습니다. 초기 자금은 창업지원사업, 기술보증기금, 그리고 민간 투자 유치를 통해 마련해 왔습니다. 연구개발과 사업화를 동시에 추진해야 하는 딥테크 스타트업인 만큼, 다양한 자금 조달 수단을 병행하면서 성장 기반을 만들고 있습니다.”

창업 후 정 대표는 “가장 큰 보람은 국내에서 아직 충분히 구축되지 않은 양자-광학 하드웨어 영역을 실제 사업으로 만들어가고 있다는 점”이라며 “단순히 기술 가능성을 이야기하는 수준이 아니라, 실제 제품 개발과 고객 접점, 시장 검증 단계로 나아가고 있다는 것이 큰 의미가 있다고 생각한다”고 말했다.

“창업 첫해에 서울퀀텀캠퍼스 데모데이에서 대상을 받고, 창업진흥원 E-Day에서 최우수상을 수상하며 시장의 기대를 확인했습니다. 또한 글로벌 수준의 레이저 시스템(G-ECDL, IF-ECDL)의 MVP 개발 및 자체 테스트를 진행하며, 우리의 성장이 단순히 한 회사의 성과에 그치지 않고, 국내 양자기술 생태계와 연구 환경 개선에도 기여할 수 있다는 점에서 보람을 느낍니다. 해외 장비 의존을 줄이고 국내에서도 핵심 기술을 구현할 수 있는 기반을 만드는 데 기여하고 싶습니다.”

옵티큐랩스는 핵심 상근 인력 3명과 외부 전문가 협력진으로, 각 분야의 베테랑들이 뭉쳐 효율을 극대화하고 있다. 전산해석 및 기획을 총괄하는 정 대표와 13년간 광학 및 다단 공명 이온화 시스템을 연구해 온 천동욱 CTO가 연구개발을 총괄한다. 여기에 20년 경력의 금속가공기술사이자 설계·생산 전문가인 오준철 CPO가 외부에서 도움을 주고 있으며, 송병찬 연구원이 중간에서 함께 설계 및 패키징을 담당하고 있다. 더불어 영국, 인도, 일본 등 해외 유명 대학과 연구소 소속의 글로벌 네트워크 전문가 그룹이 든든하게 자문과 협력을 지원하고 있다.

앞으로의 계획에 대해 정 대표는 “단기적으로는 고안정 레이저 시스템과 레이저 안정화 시스템의 상용화를 가장 중요한 목표로 두고 있다”며 “이후에는 다단 공명 이온화 시스템으로 확장하고, 중장기적으로는 이온트랩 시스템과 양자메모리, 양자컴퓨터 핵심 모듈까지 단계적으로 발전시켜 나갈 것”이라고 말했다. 덧붙여 “사업적으로는 국내외 연구기관과 양자기술 기업을 대상으로 실제 레퍼런스를 확보하고, 매출이 발생하는 하드웨어 기업으로 자리잡는 것이 목표”라며 “궁극적으로는 한국에서도 글로벌 수준의 양자-광학 하드웨어 기업이 나올 수 있다는 것을 보여주는 회사가 되고 싶다”고 말했다.

설립일 : 2025년 2월
주요사업 : 광학 기반 양자컴퓨터를 위한 고안정 양자-광학 시스템 개발
성과 : 2025년 예비창업패키지 선정, 서울퀀텀캠퍼스 데모데이 대상, 창업진흥원 예비-초기창업패기지 E-Day 최우수상, 시드 투자 유치 성공

이진호 기자 jinho2323@hankyung.com