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표준硏 "고성능 큐비트 제작에 기여"

단일 전자 제어를 위한 에너지 필터 모식도
[한국표준과학연구원 제공.재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국표준과학연구원은 필터를 이용해 원자보다도 작은 단일 전자의 에너지를 자유자재로 제어하는 데 성공했다고 27일 밝혔다.양자컴퓨터 실현을 위한 고성능 큐비트 제작에 기여할 것으로 기대된다.

전자는 원자를 구성하는 기본 입자로,플러시 드로우 확률전자의 이동 경로를 쪼개면 큐비트(정보를 0과 1의 상태를 동시에 갖는 중첩 상태)를 구현할 수 있다.

양자컴퓨터는 기존 비트(0과 1로 정보를 표현하는 단위)를 뛰어넘어 큐비트를 계산의 기본 단위로 사용하기 때문에 기존 컴퓨터보다 월등히 뛰어난 연산 성능을 보인다.

단일 전자 큐비트는 이론상 작은 면적에 수십 개를 구현할 수 있어 양자컴퓨팅의 규모를 확장할 기술로 주목받고 있지만,룰렛 필승 전략외부 환경에 민감한 전자의 특성상 성능을 높이는 데 한계가 있었다.

큐비트의 성능은 양자 상태를 얼마나 안정적으로 유지하느냐에 달려있는데,전자는 너무 작고 민감해 양자 상태를 구현하기 어렵고 외부 환경이나 다른 전자에 영향을 받아 에너지 상태가 불안정해져 양자 성질을 잃기 쉽다.

연구팀은 일종의 체와 같은 역할을 하는 '에너지 필터'를 이용해 단일 전자의 에너지 형태를 원하는 대로 제어하고 전자의 불안정성을 줄일 수 있는 기술을 개발했다.

단일 전자로 구현한 양자 소자
[한국표준과학연구원 제공.재판매 및 DB 금지]

양자점(QD,토토 총판 걸릴확률Quantum Dot·수 나노미터 크기 반도체 입자)에서 단일 전자를 생성한 뒤 전압을 가해 에너지 필터를 만들고,고에너지 전자만 선택적으로 통과시켜 전자의 에너지 불확도(측정값의 오차 범위)를 절반 이상 낮추는 데 성공했다.

배명호 책임연구원은 "고성능 큐비트를 비롯한 단일전자 기반 양자 정보처리 기술 개발에 널리 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

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