IBS "베일에 싸여있던 물리량 '양자거리' 잰다"

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작성자 온세송 작성일20-08-06 08:42 조회168회 댓글0건

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고체물성의 핵심인 양자거리 측정 가능성을 세계최초 제시
네이처에 논문 발표…양자컴퓨터 소재 탐색에 활용 기대

[서울=뉴시스] 전자의 파동함수인 ‘블로흐 파’와 양자 거리(사진자료=기초과학연구원 제공)[서울=뉴시스] 오동현 기자 = 국내 연구진이 그간 측정이 불가능했던 고체의 '양자거리'를 측정하는 방법을 세계 최초로 제시했다.

기초과학연구원(IBS) 강상관계 물질 연구단 양범정 교수(서울대 물리천문학부)와 임준원 책임연구원, 김규 한국원자력연구원 책임연구원이 함께 제시한 고체의 '양자거리' 측정 방법이 6일 세계 최고 권위의 학술지 네이처(Nature, IF 42.778)에 논문으로 게재됐다.

양자거리는 두 개의 양자상태를 비교하는 개념으로, 목표했던 양자상태와 실제 양자상태의 차이를 말한다. 즉, 양자통신과정 혹은 양자컴퓨터 연산과정의 양자정보 손실을 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

양자거리는 양자상태(에너지, 스핀 등 양자역학적으로 본 입자의 상태)의 정보를 담고 있는 두 파동함수의 유사성을 나타내는 물리량을 의미한다. 서로 같을 때 0는 서로 직교할 때는 1이다.

양자역학에서 고체 내의 전자는 파동으로 간주되는데, 이 파동은 곡률과 양자거리로 나타내는 기하학적 모양을 가진다. 양자거리는 파동구조의 핵심 요소지만 지금까지는 고체에서 양자거리를 측정할 방법이 없었고, 물성으로도 나타나지 않아 크게 주목받지 못했다.

[서울=뉴시스] 일반적인 고체의 에너지띠와 란다우 준위 (사진자료=기초과학연구원 제공)연구진은 평평한 에너지띠를 갖는 고체에 자기장을 걸어서 양자거리 측정이 가능하다는 것을 세계에서 처음으로 밝혀냈다.

연구진은 평평한 에너지띠를 갖는 고체에 자기장을 걸면 에너지 준위가 변하는 것을 이론적으로 발견하고, 이 변화로부터 양자거리를 특정할 수 있다는 것을 증명했다.또 평평한 에너지띠와 곡선 에너지띠가 교차하는 물질에 자기장을 걸면 전자들의 에너지 준위(란다우 준위)가 퍼짐을 발견했다.

이어서 이 에너지 준위 퍼짐은 에너지띠끼리 교차하는 점에서의 양자상태에 달려있음을 밝혔다. 양자거리를 결정하는 양자상태가 실제 물성인 에너지에 영향을 미친 것이다. 이에 착안해 연구한 결과, 양자거리의 최댓값이 에너지 준위 퍼짐을 결정함을 밝혀냈다.

이번 연구는 고체 전자의 에너지 준위를 관찰해 양자거리를 정확히 측정할 수 있음을 이론적으로 증명한 것으로 전자 파동의 기하학적 구조와 관련한 새로운 고체 연구의 장을 열 것으로 기대된다.

[서울=뉴시스] 자기장 하에서 란다우 준위 퍼짐을 관측할 수 있는 후보 물질들 (자료제공=기초과학연구원 제공)임준원 책임연구원은 "여러 이차원 물질에서 파동함수의 양자거리를 정확히 측정하고, 관련 물성을 조절할 수 있다"고 의미를 밝혔다.

양범정 교수는 "고체를 양자기하학으로 분석한 기존 연구들은 곡률에 국한돼 있었는데, 이번 연구로 양자거리를 측정하여 물성을 밝힐 수 있게 됐다. 나아가 양자정보 분야에 쓰일 새로운 재료를 찾는 데 기여할 것”이라며 "순수 이론 분야에서 네이처에 논문을 게재하는 일은 세계적으로 매우 드물다"고 설명했다.

이번 연구는 IBS와 연구재단 및 미 육군 연구소의 지원으로 수행됐다.

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[서울=뉴시스] 녹유(錄喩)의 '오늘의 운세' 2020년 8월6일 목요일 (음력 6월17일 신사)

녹유 02-747-3415. 010-9133-4346

▶ 쥐띠

48년생 언제라도 반가운 손님이 방문한다. 60년생 마음을 채워주는 소풍에 나서보자. 72년생 좋아도 싫은 척 표정을 숨겨내자. 84년생 반가운 제안도 콧대를 높이하자. 96년생 주고받는 것에 거짓이 없어야 한다.

▶ 소띠

49년생 불난 집에 부채질 간섭은 피해가자. 61년생 해가 기울어야 고민이 떠나간다. 73년생 정성과 노력의 결실을 볼 수 있다. 85년생 대답 없는 짝사랑 미련을 접어내자. 97년생 뜻하지 않은 횡재 기분이 날아간다.

▶ 범띠

50년생 준비 없는 이별 서러움이 더해진다. 62년생 말로 하는 인사 핀잔만 불러온다. 74년생 얼굴에 꽃이 피는 소식을 들어보자. 86년생 게으름이 없는 깔끔함을 보여주자. 98년생 자신했던 일이 발등을 찍어낸다.

▶ 토끼띠

51년생 외로움 잊어주는 깜짝 재미가 온다. 63년생 가족의 소중함 유혹을 뿌리치자. 75년생 해서는 안 될 말 비밀을 지켜내자. 87년생 엄지손 칭찬으로 기운을 보태주자. 99년생 가슴 설레는 만남 걸음이 빨라진다.

▶ 용띠

52년생 오늘이 아닌 내일 욕심을 숨겨보자. 64년생 할 수 없다 엄살로 마음을 편히 하자. 76년생 힘들고 궂은일로 인정 받아내자. 88년생 거침없고 다부진 모습을 보여주자. 00년생 빛나는 청춘 불가능에 도전하자.

▶ 뱀띠

41년생 급한 불 끌 수 있는 도움을 받아낸다. 53년생 절반의 성공 아쉬움을 달래주자. 65년생 남은 것에 고마움 희망을 다시 하자. 77년생 든든한 응원군 어깨를 가볍게 한다. 89년생 양보와 배려 통 큰 인심을 보여주자.

▶ 말띠

42년생 싱글벙글 웃음 호사를 누려보자. 54년생 화룡점정 최고의 순간을 볼 수 있다. 66년생 빈틈 찾을 수 없는 완벽을 보여주자. 78년생 이도 저도 안 된다 한 발 물러서자. 90년생 빠질 수 없는 곳에 걸음을 서두르자.

▶ 양띠

43년생 금쪽같은 휴식 건강을 살찌우자. 55년생 정 붙이기 어려운 인연은 피해가자. 67년생 기분 좋은 추억 기억 속에 담아진다. 79년생 예의 있는 행동 자세를 낮춰보자. 91년생 어떤 장소에도 특별함을 보여주자.

▶ 원숭이띠

44년생 눈물 앞에서도 냉정함이 필요하다. 56년생 버리지 않는 소중함을 가져보자. 68년생 양보다 질이다 자존심을 우선하자. 80년생 부족한 공부 담금질을 더해보자. 92년생 미루지 않는 깔끔한 화를 막아낸다.

▶ 닭띠

45년생 피하고 싶은 일도 소매를 걷어주자. 57년생 웃을 수 없던 일에 반전을 볼 수 있다. 69년생 두 번 없는 기회 하늘의 별을 딴다. 81년생 흡족한 결과 안 먹어도 배부르다. 93년생 꾸미지 않는 진심 점수를 크게 한다.

▶ 개띠

46년생 남지 않는 장사, 배보다 배꼽이 크다. 58년생 거절이 어렵다 어깨동무 해보자. 70년생 긁어 부스럼이다 말을 아껴내자. 82년생 궁금했던 안부 반가움이 배가 된다. 94년생 기분 좋은 칭찬 합격점을 넘어선다.

▶ 돼지띠

47년생 겹치는 경사 입을 귀에 걸어보자. 59년생 오지 않던 약속이 대문을 두드린다. 71년생 멍석 깔린 자리 존재감을 뽐내보자. 83년생 반대 없는 찬성 쉽고 편하게 간다. 95년생 이런 저런 걱정에서 벗어날 수 있다.

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