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[IT뉴스]양자 컴퓨팅 혁신 열쇠 '나선성 메커니즘' 최초 규명

온카뱅크관리자

2024-11-15 12:38:14

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">포스텍</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="XpGKAlo91H">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="ZDLhBMUlGG" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="(왼쪽부터) 김범준 포스텍 물리학과 교수, 김기석 교수, 김광래·김현우·하승혁 통합과정생, 복진모 연구원. 포스텍 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/15/dongascience/20241115123819129gdzi.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="HYSuLme7YX" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/15/dongascience/20241115123819129gdzi.jpg" width="658"></p>
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            (왼쪽부터) 김범준 포스텍 물리학과 교수, 김기석 교수, 김광래·김현우·하승혁 통합과정생, 복진모 연구원. 포스텍 제공.
           </figcaption>
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          <p dmcf-pid="5wolbRuSXY" dmcf-ptype="general">양자 컴퓨팅의 속도를 획기적으로 높일 수 있는 ‘나선성(Chirality)’ 현상의 메커니즘이 세계 최초로 규명됐다. 스마트폰, 컴퓨터, 자동차 등 다양한 분야의 혁신을 이끄는 데 참고가 될 것으로 기대된다. </p>
          <p dmcf-pid="1rgSKe7v1W" dmcf-ptype="general">포스텍은 김범준 물리학과 교수, 김광래·김현우·하승혁 통합과정생 연구팀이 김기석 교수, 복진모 연구원 연구팀과 함께 전이금속 칼코겐화합물에서 ’나선성 전하 밀도파(CDW)‘ 현상을 관측하고 메커니즘을 규명했다고 15일 밝혔다. </p>
          <p dmcf-pid="thkG8o9Hty" dmcf-ptype="general">나선성은 물체가 자기 거울상과 대칭되지 않고 구별되는 현상이다. 전자 등의 입자 배치와 상호작용에 영향을 미치며 양자 컴퓨팅의 속도를 크게 높일 수 있다. 원자보다 작은 입자인 아원자 수준부터 생명체에 이르기까지 나선성은 자연계에 널리 존재하는 현상이지만 형성 원리는 아직 불분명하다. </p>
          <p dmcf-pid="FlEH6g2X1T" dmcf-ptype="general">연구팀은 타이타늄과 셀레늄으로 이뤄진 ’원티-타이타늄 셀레늄 투(1T-TiSe₂)‘라는 전이금속 칼코겐화합물에서 나타나는 ’전하 밀도파‘와 ’격자 변형‘의 상호작용을 규명하려는 시도에서 전자의 움직임, 원자 진동, 구조 변화에 대한 중요한 정보를 얻었다. 전하 밀도파는 전자가 파동 형태로 정렬된 상태를 의미한다. </p>
          <p dmcf-pid="3QbnyphLtv" dmcf-ptype="general">연구팀은 자체 개발한 라만 분광 장비와 미국 아르곤연구소와 함께 수행한 빛의 비탄성 산란 실험을 통해 물질 내 원자들의 진동을 추적하고 나선성 구조가 형성되는 과정을 세밀하게 분석했다. </p>
          <p dmcf-pid="0xKLWUloXS" dmcf-ptype="general">그 결과 전자가 재배치되면서 전하 밀도파가 발생할 때 원자들은 새로운 위치로 이동해 결정 구조가 변화했다. 원자들의 움직임은 특정 형태의 진동이 고정되는 현상으로, 다양한 원자 진동을 관측함으로써 미세한 구조 변화를 포착할 수 있다.</p>
          <p dmcf-pid="pM9oYuSgYl" dmcf-ptype="general">연구팀은 연구 과정에서 원자 진동을 지배하는 대칭성과 전하 밀도의 대칭성이 근본적으로 다르다는 사실을 발견했다. 전하 밀도파와 격자 변형은 동일한 대칭성을 가진다고 알려져 왔는데 이번 연구에서 두 현상은 서로 영향을 주고받으면서도 각기 다른 대칭성을 따른다는 점이 확인됐다. </p>
          <p dmcf-pid="UdfNXqyjXh" dmcf-ptype="general">대칭성의 불일치를 해결하기 위한 원자들의 추가 진동으로 인해 구조적 변화가 일어나고 그 결과 모든 대칭성이 깨져 ’나선성 구조‘가 형성됐다. 전하 밀도파와 격자 변형의 대칭성 차이가 나선성 구조 발현 메커니즘의 핵심이었다는 것이다. </p>
          <p dmcf-pid="uJ4jZBWAtC" dmcf-ptype="general">김범준 교수는 “1976년 1T-TiSe₂의 결정 구조가 처음 보고된 이후 이 물질에서 나선성이 발현된 최초의 실험적 증거를 찾았다”며 “이번 연구는 향후 양자 물질 설계에 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 피직스‘ 온라인판에 최근 게재됐다. </p>
          <p dmcf-pid="7i8A5bYctI" dmcf-ptype="general">&lt;참고 자료&gt; <br> doi.org/10.1038/s41567-024-02668-w</p>
          <p dmcf-pid="zCcY4LKG1O" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p>
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