동아사이언스

지난 10월 존 마르티니스 미국 샌타바버라 캘리포니아대 교수와 구글 인공지능(AI)퀀텀 연구팀은 기존 최강 슈퍼컴퓨터로 푸는 데 1만년 걸리는 과제를 200초만에 푸는 새로운 양자컴퓨터 칩 ‘시커모어’를 개발하고 성능을 시험하는 데 성공했다고 국제학술지 ‘네이처’ 에 공개했다. 과학계는 동요했다. 양자컴퓨터가 현존하는 가장 강력한 슈퍼컴퓨터를 압도해 ‘양자우월성’을 달성했다는 첫 연구 결과이기 때문이다. 연구팀은 현재 시커모어를 양자화학과 머신러닝 양자물리 분야에서 시험을 진행하고 있다...

그 동안 불가능하다고 여겨져 왔던 원자 하나 하나를 정확히 관측하고 제어할 수 있는 기술이 개발됐다. 양자컴퓨터의 정보 기본단위(양자비트, 큐비트)를 물리적으로 구현하고 제어하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 크리스토퍼 루츠 IBM 알마덴 연구소 연구원과 안드레아스 하인리히 기초과학연구원(IBS) 양자나노과학연구단장(이화여대 물리학과 석좌교수), 최태영, 박수현 팀리더, 배유정 연구위원팀은 단일원자를 정밀하게 관측하고 제어까지 할 수 있는 기술을 개발해 국제학술지 ‘사이언스’ 25일자에 발표했다. 원자로 구성...

한국과학기술연구원(KIST)은 조영욱 양자정보연구단 선임연구원과 김윤호 포스텍(POSTECH) 물리학과 교수 연구팀이 양자컴퓨터의 기본 정보단위인 '큐비트'를 읽는 과정에서 발생하는 양자역학적 현상의 원리를 규명했다고 17일 밝혔다. 큐비트는 양자컴퓨터의 기존 컴퓨터의 디지털 비트에 해당한다. 양자역학은 양자론의 기초를 이루는 물리학 이론체계로 그 기본원리에 따라 양자컴퓨터가 작동한다. 양자컴퓨터는 입자에 관한 물리학 기초이론인 양자역학의 원리를 이용한 차세대 컴퓨터 기술이다. 일반적인 컴퓨터보다 월등한 연산능...

꿈의 물질이라 불리는 육각형의 2차원 나노탄소물질 그래핀(Graphene)으로 양자컴퓨터의 핵심인 큐비트를 만들 수 없을까? 그래핀을 폭이 좁은 띠 모양으로 만든 것을 나노리본이라 부르는데, 최근 이를 이용하면 이온덫 방식의 연속된 양자 큐비트를 구현할 수 있다는 연구가 나왔다. 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 물리학과 스티븐 루이 교수팀은 그래핀을 머리까락 두께의 1000만 분의 1인 약 5㎚(나노미터, 10억분의 1m) 이하로 구현한 두 개의 나노리본을 이용, 이온덫 방식의 양자 큐비트를 만드는 데 성공했다고 8일(현지시각) 학술지 &lsqu...

이번 주 사이언스 표지는 마치 성능 좋은 청소기같이 생긴 정체 불명의 기계가 차지했다. 이 기계의 정체는 표지 한 켠에 쓰여있는 ‘SINGLE-MOLECULE MAKER’, 즉, ‘단일 분자 제조기’ 라는 제목에서 유추할 수 있다. 사진 속 기계는 분자가 만들어지는 화학 반응을 일으키는 진공 챔버로, 챔버 안에는 화학반응을 일으킬 원자가 포획돼 있다. 오른쪽으로 뻗은 선을 통해 두 원자의 화학반응을 일으키는 레이저 빔이 나온다. 화학반응은 대개 반응물질이 만나서 충돌할 확률에 의해 결정된다. 각각의 반응물질의 운동...

‘꿈의 미래 컴퓨터’ 양자컴퓨터 개발 경쟁에 한국 연구자들이 본격적인 출사표를 던졌다. 지난달 23~24일 경기도 수원 성균관대에서 열린 제1회 양자정보학술대회를 계기로 물리학, 광학, 재료과학, 전자공학 등 국내외 관련 분야 연구자들이 연구 현황을 교환하는 등 협력 연구에 들어갔다. 프로그램위원장인 김윤호 포스텍 물리학과 교수는 “중국과 유럽, 미국 등 양자 강국들이 약진하는데 국내 연구 역량이 흩어져 있다는 판단에 학술대회를 기획했다”고 말했다. 양자컴퓨터는 원자나 이온, 전자 또는 빛 알갱이(광자) 등...

유럽의 세 연구팀이 양자역학 특유의 성질인 ‘얽힘’을 수천 개 원자를 대상으로 만드는 데 동시에 성공해 과학잡지 ‘사이언스’ 27일자에 연이어 발표했다. 얽힘은 양자통신이나 양자전송(텔레포테이션), 양자컴퓨터 등의 핵심 원리 중 하나다. 양자얽힘은 원자나 입자, 이온 등의 양자 두 개가 마치 서로 끈으로 연결된 것같이 행동하는 이상한 성질이다. 예를 들어 두 사람이 하트 무늬를 좌우로 쪼개 각각 금고에 넣은 뒤 사랑의 징표로 나눠 가졌다고 해보자. 수십 년 뒤에 다시 만나더라도 금고 안 하트 무늬가 서로 맞춰...

구글과 마이크로소트프, IBM 등 IT 공룡들이 치열한 경쟁을 펼치고 있는 분야 중 하나가 양자 컴퓨터 기술이다. 국내 연구팀이 양자 컴퓨터의 정보 단위인 큐비트간의 정보교환을 보다 효율적으로 처리할 수 있는 방법을 개발했다. 서울대 물리천문학부 안경원 교수팀은 큐비트 물질이 빛을 매개로 정보교환을 할때 쓰이는 초방사현상을 단 하나의 원자로 생성하는 방법을 개발해 21일 (현지시각) 학술지 ‘사이언스’ 온라인판에 발표했다. 지금까지는 큐비트간의 정보교환을 할 때 밀집돼 있는 수많은 원자의 초방사 현상을 주로 이용했다. 양자 컴...

막스플랑크 한국/포스텍 연구소, 지성대 연구원팀 세계 첫 규명 계산속도 수천배 높일 원리 찾아 양자컴퓨터는 큐비트라 불리는 3개 혹은 그 이상의 조건을 조합해 수를 계산한다. 0과 1, 두 개의 숫자로 모든 것을 계산하는 일반 컴퓨터보다 계산속도가 수백, 수천 배 이상 빠른 것으로 알려져 있다. 그러나 이처럼 여러 조건을 한꺼번에 표현할 소자를 찾지 못해 실용화의 걸림돌이 돼 왔다. 국내 연구진이 양자 실용화에 도움이 될 미지의 입자가 실존한다는 사실을 처음으로 증명해 냈다. 독일 막스플랑크 연구소의 한국 지소인 ‘막스플랑크 한국/...

※기자 주 본 기사에서 사용하는 암호라는 단어는 ‘donga1234’와 같이 웹사이트에 사용자가 직접 입력하는 비밀번호(password)가 아니라, 이 비밀번호를 통신망으로 전송하거나 기억 장치에 저장할 때 특정 알고리즘에 따라 디지털화된 0과 1로 이루어진 암호(cipher), 보안 문자를 말한다. 우리는 컴퓨터 통신망으로 촘촘하게 연결된 사회에 살고 있다. 인류의 삶을 풍부하게 만들어준 것이 사실이지만, 개인의 정보가 항상 노출될 위험에 있다는 뜻이기도 하다. 물론 ‘암호’를 통해서 개인 정보를 보호한다. 그렇지만 아무리 복잡하다 해도 그 ...