[단독] 양자컴퓨터 미래 열 열쇠 ‘초전도체 UTe2’ 비밀 풀다

[더구루=홍성일 기자] 양자컴퓨팅 발전에 전환점을 마련할 것으로 기대받고 있는 초전도체 UTe2(Uranium ditelluride)와 관련된 새로운 논문이 발표돼 눈길을 끌고 있다. 

독일 헬름홀츠젠트룸 드레스텐로젠도르프 연구소(HZDR)는 1일(현지시간) 프랑스 CEA, 일본 도호쿠 대학, 독일 막스 플랑크 연구소 연구진과 함께 UTe2가 높은 자기장에서도 초전도성을 유지하는 이유에 대한 논문을 발표했다고 밝혔다. 해당 논문은 네이처 커뮤니케이션즈에 보고됐다. 

UTe2는 2019년 발견된 화합물로 기존 초전도체와는 다른 방식으로 전기저항을 0으로 만들어 관심을 받아왔다. UTe2의 쿠퍼 쌍은 삼중항 스핀을 가질 수 있어 외부 교란에도 초전도 상태를 안정적으로 유지할 수 있어 양자 컴퓨터 기능 유지에 도움이 될 것으로 기대받고 있다. 

특히 UTe2은 강한 자기장에도 초전도성을 유지했다. 초전도체는 임계 온도와 임계 자기장이 있고 임계 온도가 되면 초전도효과가 발생하고 임계 자기장을 넘어가면 초전도 효과가 사라진다. 그렇기 때문에 초전도체 연구는 임계 온도를 높이면서도 임계 자기장도 높은 물질을 찾는 것이 중요하다.

논문에 따르면 UTe2는 1.6켈빈(-271.55°C)의 온도에서 임계 자기장 강도가 73테슬라에 도달해 비율이 45를 넘어섰다. 연구진은 통상적으로 켈빈 단위의 임계 온도 갑과 테슬라 단위에 임계 자기장 값의 비율은 약 1~2배라고 설명했다. 즉 UTe2는 기존 초전도체보다 20배 이상 강한 자기장에서도 초전도성을 유지한 것이다. 

연구진은 UTe2에 추가적인 연구를 진행할 계획이다. 

연구팀 관계자는 “우리는 UTe2가 삼중항 스핀 초전도체라는 것을 최종적으로 증명해야한다. 그러려면 강한 자기장에 노출된 상태에서 분광학적 조사를 해야한다”며 “현재 분광학 조사 방법이 40테슬라 이사의 자기장에서는 조사에 어려움이 있다 우리는 이 조사 방법에 대한 새로운 기술도 개발하려고 하고 있다”고 말했다. 

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