양자컴퓨터 구현(양자 얽힘 보호) 위한 필수 방법 발견

(아주경제 권석림 기자) 미래형 최첨단 컴퓨터인 양자컴퓨터와 양자통신(정보를 광자의 양자 상태에 실어 전달) 등과 같은 양자정보기술 구현에 가장 큰 걸림돌이 국내 연구진에 의해 해결됐다.

양자컴퓨터는 한 개의 처리장치로부터 수많은 계산을 동시에 처리할 수 있어 정보처리량과 속도가 종전의 컴퓨터에 비해 월등히 앞선 미래형 최첨단 컴퓨터를 말한다.

26일 교육과학기술부는 김윤호 포스텍 교수 연구팀이 양자역학의 핵심원리인 일반화된 양자 측정의 개념들을 이용해 양자정보기술 구현에 꼭 필요한 양자 얽힘(여러 양자계 사이에 존재하는 상관관계)을 결어긋남(양자계가 결맞음을 잃어버리는) 현상으로부터 보호하는 새로운 방법을 밝혀냈다고 밝혔다.

양자정보기술을 구현하기 위해서는 양자계의 결맞음 특성이 보호돼야 하지만 양자계와 주변 환경과의 필연적인 상호작용에 의해 결어긋남 현상이 발생, 결맞음 특성이 손상된다.

결어긋남 현상은 양자정보기술 구현에 핵심요소인 양자 얽힘까지 잃게 만들어 양자정보기술 구현에 가장 큰 걸림돌이다.

김 교수팀은 약한 양자측정과 양자측정의 되돌림을 이용해 양자 얽힘이 줄어드는 직접적인 원인인 결어긋남 현상 자체를 억제하는데 성공했다.

김 교수는 “양자통신 및 양자컴퓨터와 같은 양자정보기술은 아직 초기단계지만, 현대 정보사회의 패러다임을 바꿀 수 있는 가능성이 큰 신기술로 이번 연구를 통해 양자정보기술 발전에 새로운 기반을 마련했다”고 말했다.

연구결과는 물리학 분야 최고 권위의 학술지인 ‘네이처 피직스(Nature Physics (IF=18.423)’ 온라인(12월 18일)에 실렸다.