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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,신뢰할 수 있는 카지노이를 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,마리와나 토토네이처 커뮤니케이션즈 등 국제 학술지에도 실렸다.
