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[IT뉴스]꿈같은 '상온 양자컴' 현실화할까…핵심 기술, 한국에서 나왔다
온카뱅크관리자
조회:
73
2024-06-11 09:19:09
<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">한국표준과학연구원</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="Vd2cZpsdfN"> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="f9FRIyo9Ba" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="상온 상태의 2차원 자석에서 스커미온 입자를 생성하고 전기적 제어하는 모습을 나타낸 모식도 /사진=표준연" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/11/moneytoday/20240611091910885hwyt.jpg" data-org-width="450" dmcf-mid="KCTRIyo9fc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/11/moneytoday/20240611091910885hwyt.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 상온 상태의 2차원 자석에서 스커미온 입자를 생성하고 전기적 제어하는 모습을 나타낸 모식도 /사진=표준연 </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="48unvXA89g" dmcf-ptype="general"><br>국내 연구팀이 '상온 양자컴퓨터'를 현실화하기 위한 핵심 기술을 확보하는 데 성공했다. 향후 상온 양자컴퓨터 및 AI(인공지능) 반도체 개발의 핵심 기반 기술로 활용될 전망이다. </p> <p dmcf-pid="8CjX8e0C2o" dmcf-ptype="general">한국표준과학연구원(표준연·KRISS)은 황찬용 양자자기센싱그룹 책임연구원이 이끄는 연구팀이 김갑진 KAIST 물리학과 교수, 임미영 미국 로렌스버클리국립연구소(LBNL) 박사와 함께 2차원 상온에서 '스커미온(Skyrmion)'을 생성하고 제어하는 데 세계 최초로 성공했다고 11일 밝혔다. </p> <p dmcf-pid="6b1xsvnbbL" dmcf-ptype="general">스커미온은 소용돌이 모양으로 배열된 독특한 입자. 1961년 영국 물리학자 토니 스커미가 처음 제안했다. 외부 환경이 변해도 형태와 구조를 유지하려는 성질이 있어, 나노미터(nm) 수준의 작은 크기로 만들 수 있다. 또 아주 적은 전력만 가해도 입자가 이동한다.</p> <p dmcf-pid="PYmpdabYfn" dmcf-ptype="general">스커미온의 특성은 메모리, 논리 소자, 통신 소자 등 차세대 전자소자에 적용하기에 매우 유용하지만, 이를 구현하기 위해선 각각의 스커미온 입자를 원하는 위치에 정확히 생성했다가 없애는 등 자유자재로 조작하는 기술이 필요하다. </p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="QHOuij9Hfi" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="2차원 환경에서 구현한 스커미온에 전력을 가해 제어하고 있는 모습. /사진=표준연" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/11/moneytoday/20240611091912825pqpo.jpg" data-org-width="1024" dmcf-mid="9LCzLcVZqA" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/11/moneytoday/20240611091912825pqpo.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 2차원 환경에서 구현한 스커미온에 전력을 가해 제어하고 있는 모습. /사진=표준연 </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="xB5QmSiBKJ" dmcf-ptype="general"><br>연구팀은 상온 상태의 2차원 자석에서 스커미온을 생성하고 제어하는 데 성공했다. 2차원 자석은 원자 한 개 수준의 두께를 갖는 매우 얇은 소재로, 자성을 갖는다. 표면이 사포처럼 거친 3차원 자석과 달리 표면이 얼음같이 매끄럽다. 그만큼 마찰이 덜 발생하기 때문에 적은 전력으로도 스커미온 입자를 안정적으로 움직일 수 있다는 장점이 있다. </p> <p dmcf-pid="yUYfkOMUqd" dmcf-ptype="general">연구팀은 자석 표면에 매우 미세한 전압과 자기장을 공급해 스커미온을 구현했다. 이후 생성된 스커미온에 전류를 가해 원하는 방향으로 움직이도록 제어했다.</p> <p dmcf-pid="WGsUJNKGVe" dmcf-ptype="general">그 결과 스커미온 제어에 소비되는 전력이 기존 3차원 자석에 비해 약 1000분의 1 정도인 것으로 확인됐다. 입자의 크기도 10배 이상 작아져 안정성과 속도 측면에서 유리해졌다는 설명이다. </p> <p dmcf-pid="Y3T9jrP3bR" dmcf-ptype="general">표준연은 "상온 상태의 2차원 자석에서 스커미온을 만드는 기술은 비슷한 시기에 미국과 중국에서도 보고됐지만, 생성을 넘어 전기적 제어까지 성공한 사례는 이번이 세계 최초"라고 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="G1lBgE41BM" dmcf-ptype="general">연구팀은 이번 기술을 상온 큐비트(양자컴퓨터 계산에 쓰이는 기본 단위) 제작에 활용할 수 있다고 설명했다. 상온 큐비트를 실제로 만든다면, 초저온 환경에서만 구동하던 양자컴퓨터의 한계를 넘어 '상온 양자컴퓨터'까지 개발할 수 있을 것으로 내다봤다. </p> <p dmcf-pid="HB5QmSiB9x" dmcf-ptype="general">양승모 선임연구원은 "최근 AI의 발전과 함께 전력 수요가 폭증하면서 초저전력 반도체 소자의 필요성이 커지고 있다"며 "스커미온 제어 기술을 응용하면 차세대 AI 반도체 소자도 설계할 수 있을 것"이라고 말했다. </p> <p dmcf-pid="XfpJlGNfKQ" dmcf-ptype="general">이번 연구는 과학기술정보통신부 나노및소재기술개발사업의 지원을 받았다. 관련 논문은 지난 5월 저명 학술지 '어드밴스드 머티리얼스'에 게재됐다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="Z0y2AmQ0qP" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구를 이끈 양승모 표준연 양자자기센싱그룹 선임연구원(왼쪽), 황찬용 표준연 양자자기센싱그룹 책임연구원(오른쪽) /사진=표준연" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/11/moneytoday/20240611091914127oqlp.jpg" data-org-width="500" dmcf-mid="26YfkOMU2j" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/11/moneytoday/20240611091914127oqlp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구를 이끈 양승모 표준연 양자자기센싱그룹 선임연구원(왼쪽), 황찬용 표준연 양자자기센싱그룹 책임연구원(오른쪽) /사진=표준연 </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="5wnTK6ZwK6" dmcf-ptype="general"><br>박건희 기자 wissen@mt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 머니투데이 & mt.co.kr, 무단 전재 및 재배포 금지</p>
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