'양자 얽힘' 구현 아스페·클라우저·차일링거 노벨 물리학상 수상

노벨 물리학상 수상자 알랭 아스페, 존 클라우저, 안톤 차일링거 사진=노벨상위원회

올해 노벨 물리학상 수상자로 프랑스 알랭 아스페 에콜 폴리텍 교수, 미국 존 클라우저 박사, 오스트리아 안톤 차일링거 빈 대학 물리학과 교수 등 3명이 선정됐다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 4일(현지시간) 이들이 양자 기술 체계를 세운 공로를 인정하고 공동 수여를 결정했다고 밝혔다.

노벨위원회는 이들이 광자의 양자 얽힘(Quantum entanglement) 상태 이용 실험을 통해 과거 북아일랜드 물리학자 존 스튜어트 벨이 이론상으로 제기했던 양자역학 '벨 부등식 위배(Bell inequality violation)'를 실험을 통해 증명했다. 이러한 획기적 연구를 통해 양자정보과학 분야 개척 사실을 인정하고 양자 컴퓨터, 양자 통신망 등 연구 분야에 중요한 토대를 세운 점을 높이 평가했다.

양자역학에 따르면 모든 물질은 입자이자 파동인 중첩 상태로 존재하는데, 중첩 상태인 두 입자에서 하나의 상태가 결정되면 다른 하나의 상태도 그에 따라 결정되는 양자 얽힘 현상이 일어난다. 이는 고전물리학에서도 설명할 수 없는 현상으로, 원자보다 작은 두 개 이상의 입자가 거리와 무관하게 공통된 양자상태로 연결되는 현상이다.

공동 수상자 중 클라우저 박사는 1970년대 벨 부등식 검증 실험을 설계 및 실행함으로써 양자 얽힘에 대한 실제 실험이 가능하다는 것을 입증했다.

아스페 교수는 클라우저 박사의 최초 실험 이후 허점에 대해 지적하고 1980년대 보완적 실험을 통해 완성도를 끌어올렸다. 차일링거 교수는 이와 관련해 양자 얽힘을 이용해 거리가 떨어진 한 곳에서 다른 곳으로 광자를 전송하는 실험에 성공하며 기존 연구에서 한 발짝 더 나아갔다. 이 같은 이들의 업적은 양자역학 기초 분야에서 반론의 여지가 없다고 전문가들은 설명한다.

앤더스 어벡 노벨 물리학상 위원장은 “이들의 연구는 양자 기술 해석에 관한 근본적 질문에 답하는 중요성을 지녔다”고 평가했다.

한편 이번 노벨상 상금은 1000만 크로나(약 13억원)이며, 수상자 3명이 3분의 1씩 나눠 받게 된다. 시상식은 오는 12월 10일 노벨 기일 주간에 스웨덴 스톡홀롬에서 열린다.

이인희기자 leeih@etnews.com