UCLA 연구팀, '양자컴퓨터 적용 유리' 초전도체 개발

캘리포니아대학교 로스앤젤레스(UCLA) 연구팀이 양자컴퓨터에 적용할 수 있는 가능성을 가진 새로운 초전도체를 개발했다. 연구팀은 새로운 초전도체의 안정성이 높은만큼 양자컴퓨터 적용 가능성이 높을 것으로 예상했다. 

18일 업계에 따르면 UCLA 캘리포니아 나노시스템 연구소 연구팀은 세계적 학술지 네이처에 '키랄 분자-TaS 2 하이브리드 초격자의 비전통적 초전도성(Unconventional superconductivity in chiral molecule–TaS2 hybrid superlattices)'이라는 논문을 게재했다. 해당 논문은 지난 6월 26일 공개됐다. 

UCLA 연구팀의 논문에서는 키랄(chiral)성을 가진 초전도체에 대해서 다뤘다. 키랄성이라는 그리스어로 손을 뜻하는 'cheir'에서 유래된 개념으로 서로 겹쳐지지 않고 거울상의 관계에 있는 것으로 정의된다. 예를 들어 거울에 어떤 물체를 비췄을 때, 비친 물체와 원래 물체가 완전히 겹쳐지지 않는 성질을 말한다. 키랄성은 화학, 생물학 등에서 중요한 개념으로 많은 약물 분자가 키랄성을 가지며 우리 몸을 구성하는 생체 분자도 키랄성을 갖는다. 

키랄 초전도체는 UCLA 연구팀과 관심을 가지고 있는 것은 아니다. 키랄성은 초전도체 연구자들에게 관심을 받고 있는 주제로 올해 초 일본 도쿄도립대 연구팀이 키랄 결정 구조를 지닌 새로운 초전도체를 개발한 사실이 알려지기도 했다. 

키랄 초전도체가 관심은 받는 것은 조그마한 변화에도 상태를 유지하지 못하는 큐비트를 안정적으로 유지할 수 있는 가능성이 확인됐기 때문이다. UCLA의 키랄 초전도체는 기존 초전도체보다 높은 자기장에서도 초전도성을 유지했다.

연구팀은 키랄 초전도체를 만들기 위해 이황화탄탈륨으로 구성된 층과 다른 화합물을 결합 층을 겹치는 방법을 사용했으며 해당 물질이 나노 크기로 만들어 초전도성을 보이는지도 확인했다. 

UCLA 연구팀은 "이번 연구에서 보고된 새로운 하이브리드 물질과 같이 쉽게 구할 수 있는 소재로 초전도체를 설계하며 양자 컴퓨팅의 잠재력을 실현하는 동시에 전자 장치의 개선을 촉지하는데도 도움이 될 것"이라고 말했다. 

양자컴퓨터는 물리량의 최소 단위인 양자를 이용해 빠른 속도로 많은 정보를 처리하는 '꿈의 컴퓨터'다. 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT) 수요 등으로 데이터 처리량이 증가하면서 주목을 받는다. 양자컴퓨터의 핵심이 큐비트는 초전도체로 만들 수 있다. 초전도체는 임계점을 넘어서면 전기저항이 0이되는 물질로 극저온 상태에서 나타난다.

더구루 홍성일 기자 hong62@theguru.co.kr

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