韓, 원자보다 작은 양자거리 세계 첫 측정

연세대·서울대 연구팀 합작
미시세계 물리량 수치화 성공
양자 컴퓨팅 등 기술활용 기대

양자거리 측정 개념도, 과학기술정보통신부 제공

머리카락 굵기의 백만분의 일, 원자보다 작은 미시세계의 거리를 수치화해 측정할 수 있는 '양자거리' 측정 방법이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다. 정확한 양자거리 측정 기술은 양자 기술 개발에 필수적으로, 향후 양자 컴퓨팅이나 양자 센싱과 같은 양자산업에 쓰일 예정이다.

과학기술정보통신부는 연세대학교 김근수 교수 연구팀과 서울대학교 양범정 교수 연구팀이 세계 최초로 고체 물질 속 전자의 양자거리 측정에 성공했다고 6일 밝혔다.

양자거리란 머리카락 굵기의 백만분의 일 수준으로 원자만큼 작은 세계인 미시세계 입자들 간의 양자역학적 유사성, 즉 '얼마나 닮았는가'를 수치로 나타내는 물리량이다. 양자 컴퓨팅과 양자 센싱 분야에서 양자 연산의 정확도 평가와 상태변화 추적을 위해 필수적인 정보다.

이번 연구 성과는 양범정 교수의 이론그룹과 김근수 교수의 실험그룹이 긴밀한 협력 끝에 창출해 냈다.

앞서 전 세계적으로 이를 정확히 측정하려는 연구가 활발히 진행되고 있지만, 현재까지는 고체 속 전자의 양자거리를 간접적으로 측정한 사례만 보고되었을 뿐 직접적으로 측정하는 방법은 아직까지 밝혀지지 않았다.

김 교수와 양 교수는 "건축물을 안전하게 세우기 위해 정확한 거리 측정이 필수인 것처럼, 오류없이 정확하게 동작하는 양자 기술 개발에도 정확한 양자거리 측정이 반드시 필요하다"며 "이번 연구성과는 양자 컴퓨팅, 양자 센싱과 같은 다양한 양자 기술 전반에 기초 도구로 활용될 수 있을 것이다"라고 의의를 밝혔다.

과기정통부 기초연구사업(리더연구, 선도연구센터)의 지원으로 수행한 이번 연구 성과는 세계 최고 권위의 국제학술지 '사이언스(Science)'에 6월 6일 게재됐다.

[e-mail] 연지안 기자