"양자컴퓨터 실용화의 열쇠, 소재·공정에서 찾았다"

(광주=뉴스1) 조영석 기자 = 광주과학기술원(GIST)은 반도체공학과 윤훈한 교수 연구팀이 초전도 양자컴퓨터의 핵심 부품인 '조셉슨 접합' 소자의 소재와 제조 기술을 종합 분석, 양자컴퓨터 실용화를 위한 기술 발전 방향을 제시했다고 3일 밝혔다.

이번 연구는 고려대학교 물리학과 김요셉 교수, 미국 캘리포니아대학교 버클리(UC Berkeley) 및 로렌스버클리국립연구소(LBNL)와 함께 공동 수행했다.

'조셉슨 접합(Josephson junction)'은 전기저항 없이 전류가 흐르는 초전도체 두 개 사이에 매우 얇은 절연층이나 반도체 등을 끼워 넣은 구조를 말한다.

공동연구진은 조셉슨 접합의 미세한 결함과 제조 편차가 양자정보 손실과 계산 오류로 이어지는 과정을 설명하고, 조셉슨 접합의 소재와 계면(서로 다른 물질이 맞닿는 경계)의 품질이 양자컴퓨터의 성능과 대규모 제조 가능성에 미치는 영향을 평가하는 지침을 제시했다.

윤훈한 교수는 "반도체 산업에서 활용하는 정밀 공정 및 분석 기술을 초전도 양자컴퓨터 제작에 적용하되, 양자정보의 손실을 유발하는 오염과 공정 손상을 최소화해야 한다"며 "반도체 소재·공정 기술을 활용해 양자컴퓨터의 안정성과 대규모 집적 가능성을 높이는 구체적인 연구 방향을 제시하고, '양자 파운드리' 생태계의 발전 필요성을 강조했다는 데 의의가 있다"고 말했다.

윤훈한 GIST 반도체공학과 교수, 롱 비 응우옌(Long B. Nguyen) 아마존웹서비스(AWS) 양자컴퓨팅센터 박사, 김요셉 고려대 물리학과 교수가 공동 교신저자로, 김현성 UC버클리 물리학과 박사과정생, 장경현 GIST 반도체공학과 석박사통합과정생, 진승원 싱가포르국립대학교 양자기술센터 석사과정생이 공동제1저자로 참여했다.

연구 결과는 국제학술지 'Advanced Science'에 10월 28일 온라인 게재됐다.