양자 컴퓨팅 ‘성배’ 찾았다…에너지 손실 제로 ‘삼중항 초전도체’ 발견

전 세계 과학계가 양자 컴퓨팅 기술의 비약적인 도약을 이끌 이른바 ‘성배’를 발견했다는 소식에 들썩이고 있다. 희귀 금속 합금을 이용해 에너지 손실이 거의 없는 초고속 양자 컴퓨터를 구현할 수 있는 실마리가 풀렸기 때문이다.

21일(현지시각) 과학 기술 전문매체 사이언스데일리에 따르면 노르웨이 과학기술대학교(NTNU) 물리학과 및 양자 스핀 트로닉스 연구센터(QuSpin) 소속 제이콥 린더(Jacob Linder) 교수를 비롯한 주요 연구진은 최근 ‘삼중항 초전도체(Triplet Superconductor)’가 차세대 에너지 효율 기술의 핵심이 될 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 완전히 사라지는 물질을 말한다. 그중에서도 이번에 주목받은 ‘삼중항 초전도체’는 기존의 일반적인 초전도체와 달리 전자들이 스핀 방향을 유지한 채 쌍을 이루는 독특한 특성을 지닌다. 이는 양자 정보를 처리하고 전달하는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 극적으로 줄일 수 있음을 의미한다.

사이언스데일리에 따르면 제이콥 린더 교수는 “삼중항 초전도체는 고체물리학 분야에서 활동하는 수많은 물리학자가 오랫동안 찾아 헤매던 염원과도 같은 존재”라며 이번 발견의 학술적, 기술적 가치를 높게 평가했다.
그동안 양자 컴퓨터 개발의 가장 큰 걸림돌 중 하나는 양자 상태의 불안정성과 그 과정에서 발생하는 막대한 열 발생이었다. 하지만 삼중항 초전도체를 활용한 유동 기전이 안정화될 경우, 열 발생은 최소화하면서도 연산 속도는 비약적으로 높인 ‘꿈의 양자 컴퓨터’ 구현이 현실화될 전망이다.

과학계는 이번에 발견된 희귀 금속 합금 기반의 메커니즘이 기존 반도체 공정의 한계를 뛰어넘어, 양자 컴퓨팅뿐만 아니라 초고효율 전력망 구축 등 다양한 산업 분야에 혁명적인 변화를 몰고 올 것으로 내다보고 있다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com