중국 과학자 ‘마요라나’ 제로에너지모드 격자배열 제어 성공 | ||
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□ 최근 중국과학원 물리연구소는 ‘마요라나’ 제로에너지모드* 격자배열 제어에 성공하여 양자컴퓨터 실용화를 위한 기반 마련(6.9)
* 응집물질물리학 분야의 이론연구 결과, 마요라나 페르미온과 유사한 입자는 고체물질에서 나타날 수 있는데, 이러한 입자를 마요라나 준입자 또는 마요라나 제로에너지모드라고 지칭
○ 1937년 이탈리아 이론물리학자 에토레 마요라나(Ettore Majorana)가 자연계에 ‘미지의 입자’의 존재를 예측한 후, 전 세계의 과학자들은 입자 발견을 위한 연구를 가속화 중
- 과학자들은 연구를 통해 ‘마요라나’ 제로에너지모드로 구성된 위상(topology) 큐비트가 양자 컴퓨팅에서 회피할 수 없었던 양자 결맞음(decoherence) 문제를 해결
- 양자컴퓨팅 분야의 주요 과제는 양자 상태의 외부 간섭으로 인한 결맞음(decoherence) 현상을 방지하여 연산과정에서 발생하는 오류를 최대한으로 감소
- 특히 ‘마요라나’ 제로에너지모드는 국부적 환경변화에 둔감하여 자체 내결함성 양자컴퓨터에서 안정적인 위상 큐비트로 사용될 것으로 기대
○ ′18년 가오훙쥔(高鸿钧) 연구팀은 자체 설계·조립한 초저온 주사터널 전자현미경으로 철기반 초전도체 철텔루륨셀렌(FeTeSe) 표면에서 최초로 ‘마요라나’ 제로에너지모드를 관찰
- 철기반 초전도재료의 구성성분이 불균일하고 ‘마요라나’ 제로에너지모드 비율이 낮은 등의 문제점 때문에 후속 연구시 어려움이 존재
- 대면적의 고도로 정렬되고 조정 가능한 마요라나 제로에너지모드 격자배열 획득이 양자컴퓨팅을 실현하기 위한 시급한 현안임
○ 이에 연구팀은 철기반 초전도체 리튬철비소(LiFeAs)에 대한 후속 실험연구를 통해 응력(stress)이 대면적의 고도로 정렬된 ‘마요라나’ 제로에너지모드 격자배열을 유도할 수 있음을 발견
- 올해 6월 연구팀은 주사터널 전자현미경 연구플랫폼을 기반으로 최초로 리튬철비소(LiFeAs) 표면에서 대면적의 고도로 정렬된 ‘마요라나’ 제로에너지모드 격자배열 제어에 성공
- 이 연구결과는 ‘마요라나’ 제로에너지 모드의 편집 및 위상 양자컴퓨터를 실용화하기 위한 기반을 마련(‘22년 6월 8일자 네이처지에 게재)
<참고자료>
我科学家成功调控马约拉纳零能模阵列
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