자석으로 양자칩 만든다… 한미 연구팀, 핵심기술 실증

특수칩 개발 ‘다중펄스 간섭’ 구현
자성체 기반 양자컴 개발 전환점

KAIST와 국제 공동 연구진이 ‘자기 성질을 가진 물질’(자성체)을 활용해 양자컴퓨팅의 핵심 기술을 세계 최초로 실증하는 데 성공했다. 이번 연구는 자석이 양자 연산의 핵심 부품으로 활용될 수 있다는 것을 보여준 첫 실험으로 자성체 기반 양자컴퓨팅 플랫폼 개발의 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다.

KAIST 물리학과 김갑진 교수 연구팀은 미국 아르곤 국립연구소, 어바나섐페인 일리노이대와의 공동 연구를 통해 ‘광자-마그논 하이브리드 칩’을 개발해 양자 연산의 핵심인 ‘다중 펄스 간섭 현상’을 실시간 구현하는 데 성공했다고 6일 밝혔다.

연구팀은 빛(광자)과 자석 내부의 진동(마그논)이 결합된 특수한 칩을 개발해 멀리 떨어진 자석들 사이에서 신호(위상 정보)를 전송하고, 여러 개의 신호가 서로 간섭하는 현상을 실시간으로 관측하고 조절하는 데 성공했다.

마그논은 정보를 한 방향으로만 전달하는 특성이 있어 양자 체계에서 발생하는 불필요한 신호를 차단하는 소형 양자 칩 개발에 쓸 수 있고 양자통신 소자로도 활용할 수 있다. 그간 마그논의 신호를 제어하는 기술에 한계가 있었다. 그러나 이번 연구를 통해 전기 신호로 마그논의 양자 상태를 자유롭게 제어할 수 있다는 가능성을 최초로 입증했다. 연구는 네이처 커뮤니케이션스와 국제 학술지 NPJ스핀트로닉스에 지난달 게재됐다.


남혜정 기자 namduck2@donga.com