우리 연구진이 상온, 대기압 조건에서 동작하는 다이아몬드 큐비트를 아직 정밀하게 생산하는 기술을 개발했다. 작은 크기로 상온 동작하는 양자컴퓨터 개발 길이 보이기 시작했다.
한국과학기술연구원(KIST)은 정호중 양자정보연구단 연구원팀이 나노 홀 마스크를 이용해 다이아몬드 큐비트를 나노미터(㎚) 단위 정밀도로 생성했다고 29일 밝혔다.
양자 계산에 쓰이는 큐비트는 현재 주로 초전도체를 이용한다. 극저온 환경에서 동작해 많은 부수장치가 필요하다. 상온, 대기압에서 동작하는 큐비트 구현이 필요하다.
다이아몬드 큐비트가 대안이 되는데, 여러 개를 정확한 위치에 만드는 것이 어려웠다.
이번 연구에서 개발한 나노 홀 마스크는 10㎚ 이하 크기다. 이온이 마스크의 나노 홀을 통해서만 주입돼 정확한 위치에 다이아몬드 큐비트 생성이 가능하다.
연구진은 실리콘과 알루미늄을 동시에 쌓을 때 잘 섞이지 않는 특성을 이용, 나노 홀 마스크를 개발했다. 먼저 알루미늄 기둥을 실리콘으로 감싼 뒤, 기둥을 제거하면 구멍이 있는 실리콘을 만들 수 있다. 이것이 나노 홀 마스크다.
정호중 연구원은 “나노 홀 마스크로 향후 지속해 큐비트 개수를 늘려나갈 수 있는 확장성을 확보해 현재 KIST에서 진행 중인 다이아몬드 기반 상온 포터블 양자 컴퓨터 개발에 한 걸음 더 다가간 것이 이번 연구성과 의의”라며, “향후 공정 최적화를 통해 수율을 높이고 다이아몬드 큐비트 성능을 향상시킬 계획”이라고 밝혔다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업, 국가과학기술연구회(NST) 창의형융합연구사업, 한국연구재단 양자컴퓨팅기술개발사업, 정보통신기획평가원(IITP) 정보통신방송기술개발 및 표준화 사업으로 수행됐다. 연구 결과는 나노 분야 국제저널인 '나노 레터스' 최신 호에 게재됐다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
