양자기술 뉴스와 분석. 양자컴퓨팅, 양자통신, 양자센싱 연구 성과와 기업·정부의 투자 동향을 다룹니다.
살아있는 생명체가 양자컴퓨터처럼 작동한다? 펜로즈 ‘양자의식’ 이론에 실험적 뒷받침 “의식은 뇌 속 양자 중첩 상태에서 발생한다.” 상상 속 이야기처럼 들리지만, 2020년 노벨상 수상 물리학자 로저 펜로즈(Roger Penrose)는 이 급진적인 주장을 수십 년 전부터 제기해 왔다. 생물학계와 물리학계의 회의적 시선 속에서도 그는 미국의 마취과 전문의 스튜어트 하메로프(Stewart Hameroff)와 함께, 뇌세포의 마이크로튜불(microtubule) 구조에서 발생하는 양자현상이 인간의 ‘의식(consciousness)’을…
양자컴퓨터 성능 도약을 가로막던 가장 큰 장벽 중 하나인 ‘양자 게이트 오류’를 보다 정확하고 효율적으로 진단할 수 있는 새 기술이 개발됐다. 미국 서던캘리포니아대(USC) 연구팀은 기존보다 훨씬 정밀하고 효율적인 ‘결정론적 벤치마킹(Deterministic Benchmarking, 이하 DB)’ 기법을 개발했다. 이 기술은 양자컴퓨터의 기본 연산 장치인 양자 게이트에서 발생하는 다양한 오류를 손쉽게 식별할 수 있게 해준다. 공동 연구책임자인 다니엘 리다(Daniel…
과학자들이 자석 성질을 이용해 양자 연산에 필요한 여러 개의 신호(다중 펄스)가 겹치며 진동하는 정밀 제어(결맞음 간섭 현상) 구현했다. KAIST와 국제공동 연구진은 ‘자기 성질을 가진 물질(자성체)’을 활용해 양자컴퓨팅의 핵심 기술을 세계 최초로 실증하는데 성공했다. KAIST 물리학과 김갑진 교수 연구팀이 미국 아르곤 국립 연구소(Argonne National Lab.), 일리노이대 어바나-샴페인(Univ. of Illinois Urbana-Champaign, UIUC)와 공동연구를 통해, ‘광자-마그논 하이브리드 칩’을…
과학자들이 현대 물리학의 통합를 시도하는 ‘모든 것의 이론(The Theory of Everything)’이 현실에 한 걸음 더 다가섰다. 핀란드 알토 대학교(Aalto University)의 연구진이 중력을 양자역학과 조화롭게 설명할 수 있는 새로운 이론을 제시하면서 현대 물리학의 두 기둥—양자장 이론과 일반상대성이론—의 불협화음을 해소할 가능성이 열렸다. 이 새로운 중력 이론은 중력을 표준 모형(standard model)과 호환되도록 양자장으로 기술한다. 표준 모형은 전자기력, 약력,…
미국 서던캘리포니아대학교(USC) 연구진이 양자 어닐링(quantum annealing)을 활용해 고전 알고리즘을 능가하는 근사 최적화 성능을 실험적으로 입증했다. 제한된 조건 하에서 양자 어닐링이 고전 최적화 알고리즘보다 빠르게 문제를 해결할 수 있음을 보였다. 양자 어닐링은 양자역학적 터널링과 에너지 준위 최소화 원리를 활용하는 특수한 형태의 양자 계산 방식으로, 복잡한 조합 최적화 문제를 풀기 위한 수단으로 주목받아 왔다. 그러나 문제 크기…
최근 발표된 한 이론은 우주의 본질에 대한 오래된 질문을 다시 꺼내 들었다. 이 이론은 ‘시뮬레이션 속 우주’ 라는 다소 공상과학적 가설을 중력이라는 기본적인 자연 현상과 연결했다. 물리학자 멜빈 봅슨(Melvin Vopson)은 중력이 질량을 가진 물체를 끌어당기는 힘이 아니라, 우주가 정보를 정리하고 압축하는 과정의 일부일 수 있다고 주장한다. 영국 포츠머스 대학교(University of Portsmouth) 봅슨 박사는 AIP Advances…
IBM, Google, Microsoft… 양자 컴퓨팅을 둘러싼 전략적 투자 경쟁이 본격화되고 있다. 안개 속이던 기술 실용화가 점차 가시화 하면서 산업 주도권을 향한 베팅이 시작됐다. IBM 1500억$ 업계 최대 베팅 2025년 4월, IBM은 미국 내 제조·연구 인프라 확대를 위해 총 1500억 달러(한화 약 207조 원)를 투자하겠다고 발표했다. 이 중 300억 달러 이상은 양자 컴퓨팅 및 메인프레임 생산에…
100여 년 전 이론적으로 제안된 특이점(Exceptional Points, EPs)은 비해밀토니언(non-Hermitian) 양자 시스템에서 발생하는 특이한 에너지 준위의 축퇴 현상(degeneracy)이다. 특이점에서는 두 고유상태(eigenstate)가 서로 병합되며 동시에 고유값(eigenvalue)까지 일치하는 비정상적인 분기점이 형성된다. 이는 양자 상태의 급격한 변화, 위상 전이, 그리고 특이 위상(geometric phase) 현상과 밀접한 관련이 있다. 실험적으로는 이제까지 단 두 가지 유형의 특이만이 관측됐다. 이들은 주로 Weyl 및…
양자 검출기 혁신으로 차세대 입자 가속기 시대가 시작되고 있다. 더 강력해진 가속기 충돌로 생성되는 엄청난 수의 입자 무리를 정확히 해석하려면 기존 기술로는 한계가 있다. 이를 해결할 대안으로 초전도 마이크로와이어 단광자 검출기(SMSPD) 같은 양자 센서(quantum sensors)가 있다. SMSPD는 단일 입자를 검출하는 양자 센서다. 기존 검출기 대비 공간·시간 해상도를 획기적으로 높일 수 있다. 입자 물리학 실험에 새로운…
‘싱귤래리티(Singularity)’는 원래는 블랙홀의 중심에서 기존 물리 법칙이 무너지는 현상을 의미하는 천체물리학 용어다. 인공지능(AI) 분야에서는 인간 지능을 넘어서는 기계 지능의 출현을 뜻한다. 이 순간이 오면 기술 발전은 폭발적으로 가속화될 수도, 혹은 예측할 수 없는 재앙을 초래할 수도 있다. 많은 전문가들은 싱귤래리티가 21세기 안에 일어날 것이라고 본다. 일부 대담한 예측은 “수십 년”이 아니라 “수개월” 안에 도래할 수…
과학자들은 특정 시공간 지점에서 순간적으로 출현하고 사라지는 빛의 섬광을 관찰했다. 독일 로스토크대학교(University of Rostock)와 영국 버밍엄대학교(University of Birmingham) 공동 연구팀은 시간과 공간의 새로운 해석을 통해 전례 없는 광학 현상 ‘시공간-위상(topological) 사건’을 발견했다. 이 연구 결과는 국제학술지 네이처 포토닉스(Nature Photonics)에 게재되었다. 시간, 배경에서 주인공으로 시간은 공간과는 다른 독특한 성질을 지닌 차원이다. 과거로 돌아갈 수 없고 오직…
양자 자력계(quantum magnetometer)는 양자역학의 특성을 활용해 자기장의 극미한 변화를 감지할 수 있는 초정밀 센서다. 이 장치는 고전적인 센서보다 훨씬 더 높은 민감도로 자기장을 측정할 수 있어, 기초과학, 의료 진단, 환경 탐지 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 양자 자력계의 핵심은 양자 입자의 불연속성(discreteness)과 양자 결맞음(quantum coherence)이다. 양자 얽힘(entanglement)과 같은 특성도 활용되며, 이러한 요소들이 결합해 기존 기술로는…
호주 시드니에 위치한 양자 인프라 소프트웨어 제조업체인 Q-CTRL의 연구진은 새롭게 개발한 양자 항법 시스템의 성공적인 시연을 발표했다. 이 그룹은 시스템 작동 방식과 현재 사용 가능한 백업 GPS 시스템과의 비교 테스트를 통해 얼마나 우수한 성능을 보였는지 설명하는 논문을 arXiv 출판전논문 서버에 게시했다. 양자항법 시스템이란 양자 물리학 기반 기술(예: 원자간섭계, 원자시계)를 활용해 외부 위성 신호 없이도 초정밀…
전기 신호로 다이아몬드 스핀 상태 판독 독일 헬름홀츠 베를린 재료 및 에너지 센터(HZB, Helmholtz-Zentrum Berlin)의 연구진이 광학 시스템 없이 다이아몬드 내 양자 스핀(Quantum Spin) 상태를 판독하는 새로운 전기적 기법을 개발했다. 이번 성과는 양자 센서 및 양자 컴퓨팅 하드웨어의 간소화와 소형화에 중요한 전환점이 될 수 있을 것으로 기대된다. 양자 정보 저장 결함은 일반적으로 고체 내 전자기적…
빛을 그 파장과 같은 수준의 작은 부피에 집중시키는 것은 여러 광기술 응용에 핵심적인 과제이다. 최근 네덜란드 AMOLF 연구소, 델프트공과대학교(TU Delft), 그리고 미국 코넬대학교(Cornell University) 공동 연구진이 이 문제에 대한 새로운 해결책을 제시했다. 이들은 특수한 광자 결정(photonic crystal)의 성질을 이용해 더 넓은 파장 범위에서도 작동 가능한 광집중 방식(directional light focusing)을 실험적으로 구현했다. 이번 연구 결과는 2025년…
고품질 공진기 최대 100개 배열, 위상 광자 구조 구현 EPFL(스위스 연방 공과대학)의 과학자들이 양자 기술의 핵심 부품인 공진기 배열 설계에서 중요한 돌파구를 마련했다. 이 혁신은 미래의 양자 컴퓨팅 및 시뮬레이션 장치들을 보다 작고 정밀하게 만들 수 있는 가능성을 제시한다. 양자 컴퓨터의 기본 단위인 큐비트(Qubit)는 디지털 양자 계산 외에도 아날로그 양자 시뮬레이션(analog quantum simulation)에도 활용된다. 이는…
새로운 양자 시뮬레이션 방식이 복잡한 물리 현상에 대한 이해를 획기적으로 확장했다. 구글 연구팀은 기존의 디지털 방식과 아날로그 방식을 결합한 ‘하이브리드 양자 시뮬레이션(hybrid quantum simulation)’을 통해, 기존 물리 이론으로 설명되지 않는 새로운 현상을 발견했다. 연구 결과는 4월 17일(현지시각) 네이처(Nature) 저널에 게재됐다. 양자 시뮬레이션은 기존 슈퍼컴퓨터로는 풀 수 없는 복잡한 양자계의 동역학을 탐구하는 데 핵심적인 도구로 떠오르고 있다….
콜로라도 이론 물리학자 팀이 고전적인 체스 게임을 정교한 양자 실험으로 변모시킨 아이디어를 제시했다. 이들은 이온을 미세한 격자에서 레이저로 정밀하게 조작하여 양자 컴퓨터의 가능성을 탐구하고 있다. 퀀티넘 모델 H1 양자 컴퓨터를 활용한 이 연구는 미국 콜로라도 대학교와 양자 업체 퀀티넘(Quantinuum) 간 협력으로 진행됐다. 연구는 최근 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표됐다. 양자 컴퓨팅의 매력은 약물 발견부터…
양자 이징 모델 시뮬레이션 통해 ‘플로케 예열’ 상태 관측 양자 컴퓨터(quantum computer)가 실용성에서 고전 컴퓨터 한계를 뛰어넘는 가능성을 다시 한번 입증했다. 양자 컴퓨팅 기업 콴티늄(Quantinuum)과 미국 및 유럽 연구팀은 최근, 복잡한 양자 시스템을 디지털 양자 컴퓨터로 정밀하게 시뮬레이션하는 데 성공했다고 밝혔다. 이 연구는 고전 컴퓨터로는 접근이 불가능한 영역에서 양자 컴퓨터의 우위를 보여주는 중요한 사례로 평가된다….
양자 컴퓨팅의 완성은 여전히 수년에서 수십년까지 시간이 필요할 수 있지만, 최근 양자 AI 분야 투자 확대는 그 미래가 예상보다 빠르게 다가오고 있음을 보여준다. 최근 몇 달 간, 구글(Google)과 엔비디아(Nvidia)는 양자 AI 분야에 대한 전략적 투자를 확대하며 그 가능성을 더욱 부각시켰다. 구글은 큐에라(Quera) 컴퓨팅에 2억 3000만 달러를 투자하며, 자체 연구개발을 지원하는 방향으로 나아가고 있다. 엔비디아는 생성적…