獨 연구팀 “하이브리드 초전도체 성공…양자컴퓨터 획기적 전환”

[더구루=홍성일 기자] 독일 연구진이 주도한 국제연구팀이 하이브리드 초전도체를 만들어내는데 성공했다. 연구진은 새로운 초전도체가 제어가 가능하기 때문에 양자컴퓨터 개발에 획기적인 전환점을 만들 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

4일(현지시간) 독일 뷔르츠부르크대학교 연구진은 국제 공동연구를 통해 ‘특별한 초전도 상태(special state of superconductivity)’를 만들었다고 밝혔다. 

국제 연구진이 만든 특별한 초전도 상태는 초전도체와 위상 절연체를 결합해 하이브리드 형태로 만들어졌다. 초전도체는 임계점을 넘어서면 전기저항이 0이되는 물질로 극저온 상태에서 나타난다. 

초전도체와 결합된 위상 절연체는 표면은 전도체 내부는 절연체인 물질이다. 위상 절연체는 일반적으로 물질을 구분하는 절연체와 도체와는 다른 특이한 특성때문에 큰 관심을 받고 있다. 위상 절연체는 그 특징 때문에 새로운 전자 소자 개발, 양자컴퓨팅 분야에서 활용하기 위한 다양한 노력이 이뤄지고 있다. 

연구진은 이번 연구로 초전도와 반도체의 특성을 결합하는데 성공했다. 연구를 주도한 뷔르츠부르크 대학교 위상 절연체 연구소 찰스 굴드(Charles Gould) 교수는 “우리는 초전도체가 가진 장점과 위상학적 절연체의 제어 가능성을 결합했다”며 “이제 외부 자기장을 사용해 초전도 특성을 정밀하게 제어할 수 있다. 이는 양자 물리학의 돌파구가 될 것”이라고 설명했다.

연구진에 따르면 이번에 만들어진 하이브리드 초전도체는 초전도와 자성이 결합된 이색적인 상태다. 초전도와 자성은 거의 공존하지 않는 상반된 현상이다. 실제로 초전도체를 검증할 때 반자성을 띄는지 여부도 확인한다. 반자성을 가지고 있다고 해서 초전도 현상은 아니다. 

연구진은 해당 상태를 근접 유도 풀데-페렐-라킨-오브치니코프(proximity-induced Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov, p-FFLO) 상태라며 ‘제어 기능을 가진 초전도체’라고 설명했다. 그러면서 초전도체를 제어할 수 있게 되면서 양자 컴퓨터 개발 등에 활용도가 높아질 것으로 전망했다. 

찰스 굴드 교수는 “양자 비트는 현재 매우 불안전하다는 것이 문제다. 전기장이나 자기장과 같은 외부 영향에 매우 민감하기 때문”이라며 “우리의 발견은 양자 비트를 안정화해 향후 양자 컴퓨터에서 사용할 수 있도록 도울 것”이라고 말했다. 

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