"양자 슈퍼컴 첫단추 뀄다"...노벨 물리학상

올해 노벨 물리학상 수상자로 세르주 아로슈 프랑스 콜레쥬주드프랑스 및 고등사범학교 교수(68)와 데이브 와인랜드 미국 표준기술연구소 박사 및 볼더대교수(68)가 선정됐다.

노벨상 위원회는 9일(현지시간) 이들을 수상자로 선정하면서 “개별 양자시스템의 측정 및 조작을 가능케 해주는 지각을 변동시키는 실험적인 방법”을 개발했다고 발표했다. 세르주 아로슈와 데이비드 와인랜드박사의 '양자구조적 속성을 유지하면서 개별 입자의 측정 및 조작하는 방법'은 이전까지는 불가능한 것으로 여겨져 왔다.

이들의 연구는 현재 초기 단계에 머물고 있는 엄청난 데이터를 고속으로 처리하는데 유용한 양자 컴퓨터 개발에 큰 도움을 줄 것으로 평가받고 있다. 1과 0의 2진법 비트로 정보를 저장하는 기존 컴퓨터와 달리 양자 컴퓨터는 양자비트 하나로 0과 1의 상태를 동시에 표시할 수 있어 계산 속도가 훨씬 빠른 것으로 알려졌다. 양자컴퓨터가 개발되면 기후변화 혹은 암호해독처럼 엄청난 분량의 자료를 빠르게 처리해야 하는 작업에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 이들 수상자들은 개별양자 입자를 파괴하지 않으면서 직적접으로 개별양자를 보여줌으로써 양자물리학실험의 새시대로 들어가는 문을 열어놓은 것으로 평가받는다.

위원회는 ‘’하나의 입자는 쉽게 그들 주변환경에 의해 쉽사리 유리되지 않으며 이들은 외부세계와 상호작용 하자마자 그들의 신기한 양자속성을 잃어버린다. 그렇게 되면서 양자물리학에 의해 예상됐던 표면적으로 바빠보이는 현상들이 직접적으로 관찰될 수는 없었다. 연구원들도 원리상으로는 자명한 이들 현상에 대해 그동안 생각상으로만 실험을 할 수 있었다고 밝혔다.

이들의 새로운 양자관찰 측정 및 제어방법은 많은 면에서 공통점을 가진다. 데이비드 와인랜드는 전기적으로 충전된 원자, 즉 이온을 가두고 빛, 즉 광자로 이들을 제어하고 측정했다.

세르주 아로슈는 그 반대편에서 접근했다. 그는 덫을 통해 원자를 보냄으로써 갇힌 빛의 입자인 광자를 제어하고 측정할 수 있었다.

두 수상자가 다뤄 온 빛과 물질 사이의 근본적인 상호작용을 연구하는 양자광학 연구는 지난 1980년대부터 상당한 진전을 보여 온 분야다.

위원회는 이들의 찾아낸 지각을 변동시키는 양자측정 및 제어 방식은 이 분야에서의 연구가 양자물리학에 기반한 슈퍼급컴퓨터를 만드는 첫단추를 꿴 것으로 평가한다고 밝혔다.

또 “아마도 양자컴퓨터는 지난 세기에 인간의 삶을 근본적으로 바꿨던 것처럼 이번 세기에 우리의 일상생활을 근본적으로 바꾸게 될 것”이라고 말했다. 이와함께 이번 연구성과가 기존 세슘원자시계보다도 100배는 더 정밀한 새로운 시간이 기준이 될 미래의 엄청나게 정밀한 시계제작을 이끌게 될 것이라고 전망했다.