KAIST 연구진, 양자컴퓨터 원자 이동하는 새 기술 개발

물리학과 안재욱 교수 연구팀

한국과학기술원(KAIST) 연구진이 양자컴퓨팅의 기본 구성요소인 원자(큐비트)를 이동하는 새로운 기술을 개발했다.

KAIST는 물리학과 안재욱 교수 연구팀이 레이저 빔을 이용해 루비듐 원자를 하나씩 던지고 받는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

양자컴퓨터에서 원자를 이동해 배치하는 기술은 매우 중요하다. 원자를 원하는 위치에 배치하려면, 일반적으로 광 집게라고 불리는 매우 집속된 레이저 빔을 사용한다. 광 집게로 원자를 하나씩 잡아서 운반하는데 이 과정에서 원자의 양자 정보가 변화할 가능성이 크다.

KAIST 연구팀은 광 집게가 원자와 접촉하는 시간을 최소화해서 양자 정보가 변하지 않도록 하는 방법을 찾았다.

연구팀은 광 집게의 레이저를 가속해서 원자에 광학적 킥을 줘서 원자를 목표지점으로 보낸 다음, 다른 광 집게로 날아오는 원자를 잡아서 멈추게 했다. 원자의 비행 속도는 65cm/s이고, 이동 거리는 최대 4.2 마이크로미터다.

기존의 광 집게로 원자를 잡아서 이동하는 기술과 대비해 원자를 던지고 받는 기술은 원자 이동을 위한 광 집게 이동 경로 계산이 필요 없어지고, 원자 배열에 생기는 결함을 쉽게 고칠 수 있다고 연구진은 설명했다.

안재욱 교수는 “이 기술이 더 크고 강력한 리드버그 양자 컴퓨터를 개발하는 데 사용될 것”이라며 “오류가 발생해 원자를 교체하거나 이동해야 할 경우, 원자를 던져서 빠르게 재구성하는 방법이 효과적일 수 있다”고 말했다.

이 연구 결과는 국제학술지 옵티카(Optica) 3월 10권 3호에 출판됐다.

참고자료

Optica, DOI : https://doi.org/10.1364/OPTICA.480535

조선비즈