노벨물리학상 美 와인랜드-佛 아로슈

양자역학 중첩현상 실험성공… 초고속 양자컴퓨터 혁명 기여

올해 노벨 물리학상은 양자광학 연구에 헌신해 초고속 양자컴퓨터 개발을 가능하게 만든 미국과 프랑스의 68세 동갑내기 연구자 2명에게 돌아갔다. 2000년대 들어 양자광학 분야에서 물리학상이 나온 건 2005년에 이어 두 번째다.

스웨덴 왕립과학원은 9일(현지 시간) 데이비드 와인랜드 미국표준기술연구소(NIST) 박사와 세르주 아로슈 프랑스 콜레주드프랑스 교수를 노벨 물리학상 공동 수상자로 선정했다고 밝혔다. 과학원은 “1980년대 중반 이들의 획기적인 실험으로 현재 가장 빠른 컴퓨터가 몇 년 걸리는 계산을 몇 초 만에 끝낼 수 있는 양자컴퓨터 개발이 가능해졌고 극도로 정확한 원자시계도 만들 수 있게 됐다”고 평가했다.

현재 사용하는 디지털 컴퓨터는 한 번에 하나의 계산을 수행하지만 양자컴퓨터는 한 번에 여러 개의 계산을 할 수 있다. 양자컴퓨터가 개발되면 현재 가장 빠르다는 슈퍼컴퓨터보다 수천 배 이상 빠른 연산 속도를 가질 것으로 기대된다. 이는 양자역학의 핵심적인 속성인 ‘중첩(重疊)’ 현상 덕분이다. 중첩 현상이란 하나의 입자(원자나 전자)가 동시에 여러 가지 상태로 존재하는 것을 뜻한다. 이런 미시세계에서는 일반적인 물리법칙이 적용되지 않고 양자역학을 따른다.

와인랜드 박사와 아로슈 교수는 각각 이온과 빛 알갱이(광자·光子)를 이용해 이론적으로만 증명됐던 양자역학의 중첩 현상을 실험으로 보여주는 데 처음으로 성공했다. 안도열 서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 교수는 “두 사람의 연구를 통해 양자컴퓨터가 원리적으로 가능하다는 것이 밝혀졌으며 ‘양자컴퓨터 혁명’이 시작됐다”고 말했다.

두 사람은 총 800만 크로나(약 13억3000만 원)를 상금으로 받는다. 시상식은 노벨 사망일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 열린다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com