“꿈의 양자컴퓨터” 내 책상에서도 쓴다

[헤럴드경제=구본혁 기자] 양자컴퓨터는 극저온 환경에서 동작하므로 온도를 유지하기 위한 부수 장치가 필요하다. 국내 연구진이 상온에서 작동하는 양자컴퓨터를 제작할 수 있는 원천기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 양자정보연구단 정호중 박사 연구팀은 나노 홀 마스크를 이용해 다이아몬드 큐비트를 나노미터 단위 정밀도로 생성하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이번 연구에서 개발한 나노 홀 마스크는 10 nm 이하 사이즈로, 이온이 마스크의 나노 홀을 통해서만 주입되기 때문에 정확한 위치에 다이아몬드 큐비트 생성이 가능하다.

연구진은 실리콘과 알루미늄을 동시에 쌓을 때 잘 섞이지 않는 특성을 이용해 나노 홀 마스크를 개발했다. 이는 물과 기름을 나노미터 단위로 촘촘히 가까이 배치해 기름 안에 물기둥을 만드는 것에 비유할 수 있다. 기름에 해당하는 실리콘 안에 물기둥에 해당하는 나노 알루미늄 기둥을 만든 다음 알루미늄 기둥만 제거하면 구멍이 생겨 나노 홀 마스크가 완성된다. 연구진은 나노 홀 마스크를 통해 제작한 큐비트를 측정하여 정밀하게 제어된 3개 이상의 다이아몬드 큐비트를 관측했다.

정호중 박사는 “나노 홀 마스크를 통해 향후 지속해서 큐비트 개수를 늘려나갈 수 있는 확장성을 확보함으로써 현재 KIST에서 진행 중인 다이아몬드 기반 상온 포터블 양자 컴퓨터 개발에 한 걸음 더 다가간 것이 이번 연구성과의 의의”라며, “향후 공정 최적화를 통해 수율을 높이고 다이아몬드 큐비트 성능을 향상시킬 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호에 게재됐다.