국내 연구진이 양자컴퓨터를 상온에서도 작동시킬 수 있는 가능성을 발견했습니다. 이는 현재 슈퍼컴퓨터의 성능을 능가하는 양자컴퓨터가 극저온 환경에서만 작동할 수 있다는 한계를 극복하려는 시도로, 이번 연구 결과는 국제 학술지에도 게재되면서 학계의 관심이 집중되고 있습니다.

23일 한국원자력연구원은 김재욱 첨단양자소재연구실 박사 연구팀이 터븀인듐산화물이 양자컴퓨터 소자에 쓰일 수 있는 양자스핀액상(QSL) 물질이 될 수 있음을 실험적으로 증명했다고 밝혔습니다.

양자컴퓨터는 기존 전통적인 컴퓨터와 달리 양자역학의 원리를 이용한 미래형 첨단 컴퓨터로, 이를 상용화하기 위해서는 극저온 상태에서만 유지되는 '양자얽힘' 상태의 조건을 완화하는 것이 핵심인데요. 국내 연구팀은 더 높은 온도 환경에서도 '양자얽힘'을 유지하며 양자컴퓨터로서 기능할 수 있는 QSL 후보물질을 발견해낸 것입니다. 

김재욱 박사 연구팀은 테라헤르츠 전자기파를 가한 후 광학전도도를 측정하는 분광실험을 통해 QSL 후보물질인 터븀인듐산화물이 극저온뿐 아니라 상온에서도 양자얽힘 상태를 유지하는 것을 실험적으로 증명했습니다. 

김재욱 박사는 "이번 연구는 QSL에 대한 이론적 예측을 실험적으로 검증해 낸 첫 사례다"라며 "향후 양자컴퓨터와 양자 센서 소자의 설계에 큰 도움이 될 것"이라고 강조했습니다.

한편, 이번 연구 성과는 지난 17일 국제 학술지 '네이처 피직스'에 게재됐으며, 연구팀은 이 결과를 토대로 터븀인듐산화물을 양자컴퓨터 소자로 활용할 방법을 연구하는 '무오류 양자컴퓨팅용 양자소재 개발 사업'도 추진할 계획입니다.