국내 연구팀이 2차원 삼각격자 구조를 지닌 물질에서 양자컴퓨터에 활용할 수 있는 새로운 양자 상태를 세계 최초로 발견했다.
과학기술정보통신부는 박제근 서울대 교수 연구팀과 김성진 이화여대 교수 연구팀이 삼각격자 구조 자성 반데르발스 물질에서 새로운 양자 상태를 발견했다고 29일 밝혔다.
키타에프 모델은 벌집 구조의 물질에서 나타나는 양자 현상으로 양자컴퓨터를 구현할 수 있는 상태를 지닌다. 그동안 학계에서는 벌집 구조 물질로 키타에프 모델을 구현하는 데 그쳤다. 이론상으로는 벌집 구조가 아닌 삼각격자 구조에서도 양자 현상이 나올 수 있다고 알려졌으나, 실제로 구현한 사례는 없었다.
연구팀은 자성 물질 연구에 사용하던 니켈(Ni)을 코발트(Co)로 치환할 경우 키타에프 모델이 구현할 수 있는 조건에 충족된다는 사실을 발견했다. 이론을 증명하기 위해 일본 양성자 가속기 연구단지(J-PARC) 중성자 시설에서 비탄성 중성자 산란실험과 스핀파 측정을 실시했고, 미국 연구진과 공동으로 분석했다.
그 결과 키타에프 모델을 실험적으로 구현한 세계 최초의 사례라고 과기부는 밝혔다. 아울러 한·미·일 국제 공동연구로 양자물질에서 세계적인 연구성과를 달성한 것이라고 의미를 부여했다.