양자통신, 양자컴퓨팅 등 양자산업을 견인할 국내 첫 상용 양자광원이 나온다.
부산대(총장 차정인)와 SDT(대표 윤지원)는 지난 1월 시작한 '소형 원자 셀 기반 고품질 양자광원 개발 상용화' 공동 프로젝트를 통해 이르면 6월 양자위성에 탑재할 수 있는 고품질 양자광원과 생산시스템을 선보일 계획이라고 8일 밝혔다.
양자컴퓨팅, 양자통신, 양자계측 등 양자산업 육성을 위해서는 양자 특성을 지닌 고품질 양자광원 개발이 필수다.
'소형 원자 셀 기반 고품질 양자광원 개발 상용화' 프로젝트는 소형 원자 셀을 기반으로 고품질 양자얽힘 광자쌍을 연속 생산할 수 있는 시스템 개발이 목표다.
양자얽힘은 공간적으로 떨어져 있는 양자들이 상호 연관(상관)성을 띤다는 양자역학 핵심 이론이고, 양자얽힘 광자쌍은 다양한 양자산업 및 분야에 활용할 수 있는 양자광원을 말한다.
양자얽힘을 이용한 다중 큐비트는 양자컴퓨팅과 양자시뮬레이터 개발 및 운용의 기본 단위이고, 양자얽힘을 응용한 양자 리피터는 장거리 양자통신과 양자네트워크 구축에 활용할 수 있다.
시스템 개발과 상용화에 성공하면 국내 순수기술로 첫 양자광원 생산시스템을 개발해 우리나라도 양자 특성을 지닌 양자광원을 본격 양산할 수 있게 된다는 의미다.
SDT는 우선 양자위성에 탑재할 수 있는 원자 기반 양자광원과 시스템 파일럿 버전을 선보일 예정이다. 기술 상용화 및 수요처 상황에 맞춰 단계별로 상용 양자광원과 생성 장치를 공급할 계획이다. 소형 원자 셀을 고도화해 양자소자 개발과 양자네트워크 구축에 활용할 수 있는 방안도 찾는다.
윤지원 SDT 대표는 “양자기술이 부족한 기업도 고품질 얽힘 양자광원을 활용해 통신과 센싱 장비를 고도화할 수 있다”며 “얽힘 양자광원 생성 시스템 상용화는 우리나라 양자기술 및 산업 발전 뿐만 아니라 ICT와 제조업 발전에 크게 기여할 것”이라고 말했다.
이번 프로젝트 원천 기술은 문한섭 부산대 교수팀이 개발해 올해 초 SDT에 이전한 '칩스케일 원자 앙상블을 이용한 양자 얽힘 광자쌍 광원 및 구현 방법'이다.
문 교수팀은 칩 스케일(2㎜) 규모 원자 증기 셀에서 높은 안정성을 지닌 광자쌍을 구현하고, 이 광자쌍이 양자 얽힘과 간섭 현상을 띠고 있어 고효율 양자광원으로 활용할 수 있다는 것을 확인했다. 구현 광자쌍은 원자를 기반으로 생성한 것이어서 원자와 상호작용이 용이하다. 기존 비선형 결정 양자광원과 달리 광자 스펙트럼 폭이 1000분의 1 이하로 매우 좁아 상용화 가능성도 높다. 스펙트럼이 넓으면 원자 앙상블 양자메모리에 적용하기 어렵다.
부산=임동식 기자 dslim@etnews.com
