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김갑진 물리학과 교수 연구팀 초전도 회로 기반 마그논-광자 하이브리드 시스템(KAIST 제공) /뉴스1 
(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 김갑진 한국과학기술원(KAIST·카이스트) 물리학과 교수 연구팀이 자기 성질을 가진 물질(자성체)을 활용해 양자컴퓨팅 핵심 기술을 세계 최초로 실증하는 데 성공했다고 6일 카이스트가 밝혔다.
카이스트에 따르면 김 교수 연구팀은 미국 아르곤 국립 연구소·일리노이대 어바나 샴페인과의 공동연구를 통해 빛과 자석 내부 진동(마그논)이 함께 작동하는 '광자-마그논 하이브리드 칩'을 개발하고 자성체에서 다중 펄스 간섭 현상을 실시간으로 구현했다.
마그논을 활용한 양자컴퓨팅과 통신 시스템 구현 가능성은 제시돼 왔으나,홀덤테이블 중고이를 위해선 마그논 위상 정보를 실시간으로 전송·측정하고 제어하는 기술이 필수적이었다.
연구팀은 작은 자석 구슬과 구글·IBM 등 양자컴퓨터에서 사용하는 초전도 공진기를 활용해 마그논이 멀리 있는 자석까지 손실 없이 입력값을 전달하는 것을 관측하는 데 성공했다.특히 이들은 여러 펄스(신호)의 주파수와 시간 간격을 조절해 자석 안에 생기는 마그논 간섭 패턴을 임의 제어할 수 있음을 입증했다.
이에 대해 카이스트 측은 "자석이 양자 연산의 핵심 부품으로 활용될 수 있다는 것을 보여준 세계 최초 실험으로 자성체 기반 양자컴퓨팅 플랫폼 개발의 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다"고 설명했다.
김 교수는 "이번 연구는 자석으로 양자컴퓨터를 개발할 수 있느냐는 다소 엉뚱하지만 모험적인 아이디어로 시작했다"며 "양자 스핀트로닉스라는 새로운 연구 분야의 가능성을 열었을 뿐 아니라 고효율 양자정보 처리 장치 개발을 위한 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다.
이번 연구는 엔피제이 스핀트로닉스,구글플레이 게임즈 프로필네이처 커뮤니케이션즈 등 국제 학술지에도 실렸다.
