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[IT뉴스]KAIST 연구팀, 세계 최초 '자성체 기반 양자컴' 핵심 기술 실증

온카뱅크관리자

2025-05-06 13:37:29

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="7UWUtxc6XL">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9fb44e51809f128023cdf6f4f8956d8d48f6ec979166a3a4ed9eb337d28df721" dmcf-pid="zuYuFMkPtn" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 이끈 송무준 KAIST 물리학과 박사(왼쪽), 김갑진 물리학과 교수(오른쪽) /사진=KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/06/moneytoday/20250506132915385fuhw.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="ueViMO5rYo" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/06/moneytoday/20250506132915385fuhw.jpg" width="658"></p>
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            이번 연구를 이끈 송무준 KAIST 물리학과 박사(왼쪽), 김갑진 물리학과 교수(오른쪽) /사진=KAIST
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          <p contents-hash="5203e4ab32a68135a2dc3f31132cc908aed9f7b7e4bd18b0ebbcb70e9e451288" dmcf-pid="qBZBUJrRYi" dmcf-ptype="general"><br>KAIST(카이스트)와 국제 공동연구팀이 자석 기반 양자컴퓨팅 기술을 최초로 실증했다.</p>
          <p contents-hash="656f3f35dd3425a01490456c5e1a1b0e5f717030295384c7d36e9e8e269560a0" dmcf-pid="Bb5buimeXJ" dmcf-ptype="general">KAIST는 김갑진 물리학과 교수 연구팀이 미국 아르곤국립연구소(ANL), 미국 일리노이대 어바나샴페인대와의 공동연구를 통해 '광자-마그논 하이브리드 칩'을 개발하고 양자컴퓨팅의 핵심 현상을 구현했다고 6일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 '엔피제이 스핀트로닉스', '네이처 커뮤니케이션스'에 지난 4월 공개됐다. </p>
          <p contents-hash="59b57312e9faebc79b2b72ce4517623eb09f4b2b8d7afa78a788c4c1236bd6f4" dmcf-pid="bK1K7nsdtd" dmcf-ptype="general">자석을 양자 연산의 핵심 부품으로 활용할 수 있음을 보여준 세계 최초의 실험이다. 광자-마그논 하이브리드 칩은 '빛'과 '자석 내부의 진동(마그논)'이 함께 작동하는 특수한 칩이다. 자석의 N극와 S극은 원자 내부에 존재하는 전자의 '스핀'에서 나온다. 여러 원자가 모일 때 나타나는 스핀의 집단적인 진동 상태를 마그논이라고 한다. </p>
          <p contents-hash="74605364aadf816330177570c54f2c40648bebd74111e076dbf52f3495011d73" dmcf-pid="K9t9zLOJGe" dmcf-ptype="general">마그논의 특성 중 하나는 정보를 한쪽으로만 전달하는 '비상호성'인데, 이같은 특성을 활용하면 정확한 양자 상태 측정을 방해하는 노이즈를 차단한 수 있다. 또 빛, 마이크로파와 동시에 결합할 수 있어 양자 정보를 수십 킬로미터(㎞) 떨어진 곳으로 전송하는 양자 통신 소자로도 응용할 수 있다. </p>
          <p contents-hash="a8c0ead41af4f6d69dca6722990a96f2d79b34757e740e4bf40b40f04897e74d" dmcf-pid="92F2qoIiHR" dmcf-ptype="general">연구팀은 작은 자석 구슬인 이트륨 철 가넷(YIG) 2개를 12나노미터(nm) 간격으로 배치했다. 그 사이에 구글, IBM 등의 양자컴에서 사용하는 회로인 초전도 공진기를 설치한 뒤 한쪽 자석에 신호(펄스)를 넣고, 신호가 다른 자석까지 잘 전달되는지 측정했다. </p>
          <p contents-hash="b4486c826d0e0edbe20a6bdc53bdeb662ea0497e0cec6029dd1edbf84017704c" dmcf-pid="2V3VBgCnZM" dmcf-ptype="general">그 결과 수 나노초(ns) 길이의 아주 짧은 하나의 펄스에서 최대 4개에 이르는 마이크로파 펄스를 입력했을 때 그로 인해 생기는 자석 내부의 진동(마그논)이 회로를 통해 멀리 있는 다른 자석까지 손실 없이 전달되는 것을 확인했다. 펄스 사이에 간섭을 일으켜도 신호의 상태가 유지됐다. </p>
          <p contents-hash="0d224b4b5b88ca4d017011d089dd5395cbf0683bfa1c0cbbf9fcf7d8da27b703" dmcf-pid="Vf0fbahLXx" dmcf-ptype="general">서로 멀리 떨어진 자석 사이에서 신호를 전송하고, 신호 여러 개가 서로 간섭하는 현상을 실시간으로 관측하고 조절하는 데 성공한 것이다.</p>
          <p contents-hash="0738327f434db71e70c7f6abd36103974259b59cdd29e727991d4a5b197543b8" dmcf-pid="f4p4KNlotQ" dmcf-ptype="general">나아가 여러 펄스의 주파수와 이들 간 시간 간격을 조절하면 자석 안에 생기는 마그논의 간섭을 임의로 제어할 수 있음을 확인했다. </p>
          <p contents-hash="31b79046e2612282da22ac426424006ae4971f858b510e3634f932960f1026c7" dmcf-pid="48U89jSgHP" dmcf-ptype="general">연구팀은 "양자 정보 처리 분야에서 필수적인 여러 개 신호를 활용한 양자 게이트 연산을 자성체-초전도 회로 하이브리드 시스템에서도 구현할 수 있음을 보여준 연구"라며 "자성체 기반 양자 소자가 실질적으로 양자컴에 활용될 수 있는 가능성을 열었다"고 의의를 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="c234a98eec412eca7b45d3e51aaded34684ca980f45880809b12e98da62b1bd7" dmcf-pid="86u62Ava56" dmcf-ptype="general">한편 이번 연구는 KAIST 글로벌 특이점 연구사업, 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구·선도연구센터·양자정보과학인적기반 조성 사업 및 미국 에너지부의 지원을 받아 수행됐다. </p>
          <p contents-hash="d0887f6a6d9d315cb9902e0f6514564efe23f08d998d5bc3a3210496ab3b4788" dmcf-pid="6P7PVcTNG8" dmcf-ptype="general">박건희 기자 wissen@mt.co.kr</p>
         </section> 
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