기사 메일전송
서울대-서울시립대 공동연구진, 비가환 물리 광집적회로 구현…위상 큐비트 동작 고전 모사
  • 김미경 기자
  • 등록 2026-02-02 10:40:47

기사수정
  • 광소자 간 제어 가능한 행렬 결합을 광집적회로 상에서 최초 구현
  • 물리 분야 국제학술지 ‘Physical Review Letters’ 논문 게재

왼쪽부터 서울대학교 전기정보공학부 유선규 교수(공동 교신저자), 서울대학교 전기정보공학부 박남규 교수(공동 교신저자), 서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부 박현희 교수(공동 교신저자), 서울대학교 전기정보공학부 김경훈 연구원(제1저자)

서울대학교 공과대학 전기정보공학부 유선규·박남규 교수 연구팀은 서울시립대와 영국 엑시터대와의 국제 공동연구를 통해 비가환(Non-Abelian) 물리를 광집적회로에서 구현하는 프로그래머블 스피너 격자에 성공해 위상학적 큐비트 동작 원리를 고전적으로 모사할 수 있음을 입증했다고 밝혔다.

 

이번 연구는 빛의 내부 자유도를 스핀처럼 다루는 유사 스핀 모드를 행렬 형태로 정밀 제어해, 연산 순서에 따라 결과가 달라지는 비가환 물리를 광집적회로에서 구현한 성과다. 연구에는 서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 박현희 교수와 영국 University of Exeter 젠슨 리(Jensen Li) 교수가 참여했다. 연구 결과는 물리 분야의 세계적 학술지 Physical Review Letters에 지난 1월 30일 게재됐다.

 

연구팀은 광소자 상의 유사 스핀 모드 간 결합을 행렬 연산으로 수행하는 단위 소자를 제시하고, 위상학적 양자컴퓨팅의 핵심 동작인 땋음(braiding)을 광 모드 얽힘 구조로 시연했다. 이를 통해 빛의 상태를 매듭처럼 엮는 방식으로 비가환 양자 현상을 고전적으로 모사할 수 있음을 확인했다.

 

또 서로 다른 위상 물질의 경계에서 ‘비가환 계면’이라는 새로운 특성을 관찰했다. 이 계면에서는 위상학적으로 보호되는 광학 상태가 혼성화돼 에너지 밴드갭이 다시 열리는 현상이 나타났으며, 이는 광학 연산에 요구되는 에러 저항성과 제어 효율을 동시에 확보할 수 있는 설계 자유도를 제공한다는 설명이다.

 

이번 성과는 결함과 공정 편차에 민감했던 기존 광학 연산의 한계를 보완할 대안으로 평가된다. 연구진은 재구성 가능한 광집적회로에서 비가환 동역학과 위상 물리를 제어함으로써, 반복적인 미세 보정과 안정화 비용을 줄이고 안정성과 제어성을 동시에 만족시키는 경로를 제시했다고 밝혔다.

 

유선규·박남규 교수는 ‘이번 연구를 통해 광집적회로에서 구현 가능한 위상학적 자유도를 극대화하는 데 성공했다’며 ‘장기적으로는 실리콘 포토닉스 기술 기반 광집적회로 내에서 결함에 강한 광자 AI를 구현하는 것이 최종 목표’라고 밝혔다. 제1저자인 김경훈 연구원은 ‘비가환 현상을 보다 깊이 이해할 수 있었으며, 이번 연구 결과가 AI 및 양자 기술 전반에 응용되길 기대한다’고 말했다.

 

김경훈 연구원은 현재 Massachusetts Institute of Technology에서 박사과정을 밟으며 초전도 양자컴퓨터 연구를 수행 중이다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 글로벌 선도연구센터(IRC)와 기초연구실(BRL) 사업, 우수신진연구 사업, 서울대 창의선도 신진연구자지원사업의 지원을 받아 진행됐다.

 

0
  • 목록 바로가기
  • 인쇄


서초구
국민신문고
많이 본 뉴스더보기
  1. 서울시·동반위·신용카드재단 맞손…소상공인 소비 촉진 50억 지원 서울시가 동반성장위원회, 신용카드사회공헌재단과 손잡고 소비 진작을 통한 소상공인 매출 증대에 나선다.이들 기관은 17일 상생협약을 체결하고 신용카드사회공헌재단이 출연한 50억 원의 기금을 활용해 서울 지역 소상공인 매장 이용을 장려하기로 했다. 이번 협약에 따라 서울시는 서울페이 플랫폼을 통한 상품권 지급 등 사업을 총괄..
  2. 추미애 경기도지사, 추석 맞아 장애아 거주시설 ‘여주천사들의집’ 방문 추미애 경기도지사가 17일 여주시 소재 장애아 거주시설 ‘여주천사들의집’을 방문해 시설 운영 현황을 살피고 명절 연휴에도 헌신하는 종사자들을 격려했다.이 날 추 지사는 변현구 시설장 등 현장 관계자들을 만나 시설 운영에 따른 고충을 경청하고, 돌봄 현장에 필요한 지원 사항에 대해 의견을 나눴다.추 지사는 “아이들이 .
  3. 인천시, 추석 앞두고 수산물 원산지 거짓 표시 등 16개 업소 적발 인천광역시가 추석 명절을 앞두고 수산물 소비가 급증하는 시기에 맞춰 원산지 표시 위반행위에 대한 기획수사를 벌여 총 16개 업소를 적발했다.이번 기획수사는 지난 7일부터 16일까지 시와 수산기술지원센터, 군·구 합동으로 실시됐다. 이는 제수용·선물용 수산물 소비 증가에 대비해 불법행위를 차단하고 공정한 유통질서를 확.
  4. 산업통상부 무역위, 중국산 H형강·봉강 덤핑 조사 결과 발표 산업통상부 무역위원회는 9월 17일 제477차 위원회를 개최하여 중국산 H형강과 봉강에 대한 덤핑 조사 및 불공정무역행위 조사를 심의·의결했다.위원회는 중국산 H형강 덤핑 조사에 대해 최종 긍정 판정을 내렸다. 이 날 위원회는 현재의 덤핑방지조치가 종료될 경우 국내 산업 피해가 재발할 가능성이 있다고 판단했다.이에 따라 위원회...
  5. 경제 전망 다시 비관론 우세…`좋아질 것` 27%·`나빠질 것` 42% 향후 1년간 우리나라 경제가 나빠질 것이라는 전망이 42%로 좋아질 것이라는 응답 27%를 크게 앞섰다.한국갤럽이 9월 15~17일 전국 만 18세 이상 1002명을 대상으로 향후 1년간 우리나라 경제 전망을 물은 결과, `나빠질 것`이라는 응답이 42%로 가장 많았다. `좋아질 것`은 27%, `비슷할 것`은 26%로 집계됐다.경기를 긍정적으로 전망한 응답과 부정적..
  6. 산업통상부, EU 新통상 규제 속 우리 기업 부담 완화 및 협력 강화 추진 산업통상부는 18일, 벨기에 브뤼셀에서 EU 집행위원회와 고위급 협의를 갖고 산업가속화법(IAA), 기업 지속가능성 실사지침(CSDDD), 탄소국경조정제도(CBAM) 등 주요 통상 현안을 논의했다고 밝혔다.이번 방문은 지난 9일 산업부 장관과 세주르네 EU 수석부집행위원장 간 면담의 후속 조치다. EU의 규제 입법 및 세부 이행 기준 마련 과정에서 우리 .
  7. 현대건설, 100MW급 대용량 수전해 플랜트 설계 국책과제 수행 현대건설이 차세대 수전해 플랜트 핵심 기술 확보를 위해 기후환경에너지부가 추진하는 100MW 이상급 대용량 수전해 플랜트 설계 기술 개발 국책과제에 18일 참여한다.최근 재생에너지 활용과 플랜트 표준화가 수전해 시장의 핵심으로 떠오른 가운데, 현대건설은 이번 과제를 통해 대규모 수소 생산 시스템 통합 역량을 확보하고 시장 대응력...
모바일 버전 바로가기