국내연구진, 양자거리 측정 방법 제시…양자컴퓨터 소재 탐색 활용 기대

6일 0시 네이처에 논문 발표

[뉴스토마토 이지은 기자] 국내연구진이 베일에 싸여있던 물리량 양자거리 측정 가능성을 세계 최초로 제시했다. 이를 통해 양자통신과정 혹은 양자컴퓨터 연산과정의 양자정보 손실을 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

 

기초과학연구원(IBS)은 6일 강상관계 물질 연구단 양범정 교수(서울대 물리천문학부), 임준원 책임연구원, 김규 한국원자력연구원 책임연구원이 측정이 불가능했던 고체의 양자거리를 측정하는 방법을 세계 최초로 제시했다고 밝혔다. 

 

양자거리는 두 개의 양자상태를 비교하는 개념으로, 목표했던 양자상태와 실제 양자상태의 차이를 말한다. 

 

양자거리는 파동구조의 핵심 요소지만 지금까지는 고체에서 양자거리를 측정할 방법이 없었고, 물성으로도 나타나지 않아 크게 주목받지 못했다. 

 

자기장 하에서 란다우 준위 퍼짐을 관측할 수 있는 후보 물질. 자료/IBS

 

연구진은 평평한 에너지띠를 갖는 고체에 자기장을 걸면 에너지 준위가 변하는 것을 이론적으로 발견하고, 이 변화로부터 양자거리를 특정할 수 있다는 것을 증명했다. 

 

이번 연구는 고체 전자의 에너지 준위를 관찰해 양자거리를 정확히 측정할 수 있음을 이론적으로 증명, 전자 파동의 기하학적 구조와 관련한 새로운 고체 연구의 장을 열 것으로 기대된다.

 

양범정 교수는 "고체를 양자기하학으로 분석한 기존 연구들은 곡률에 국한돼 있었는데, 이번 연구로 양자거리를 측정해 물성을 밝힐 수 있게 됐다"며 "나아가 양자정보 분야에 쓰일 새로운 재료를 찾는 데 기여할 것"이라고 말했다. 

 

한편 이번 연구성과는 이날 0시(한국시간) 학술지 네이처(Nature, IF 42.778)에 논문으로 게재됐다.  

 

이지은 기자 [e-mail]