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[IT뉴스]표준연, '상온 양자컴' 구현 위한 핵심 기술 확보

온카뱅크관리자

2024-06-11 09:33:24

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">2차원 상온에서 스커미온 생성·제어</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="fETbK6ZwAZ">
          <p dmcf-pid="4QNYGFwMjX" dmcf-ptype="general"> [이데일리 강민구 기자] 한국표준과학연구원이 2차원 상온에서 스커미온을 생성하고 제어했다. 기존 3차원 대비 소모 전력은 낮추고 양자 효과는 극대화해 상온 양자컴퓨터, AI 반도체 개발의 핵심 기반 기술로 활용할 가능성을 제시했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="8ekZ5UOJaH" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="양승모 선임연구원(왼쪽)과 황찬용 책임연구원(오른쪽)이 2차원에서 구현한 스커미온 소자의 성능을 측정하고 있다.(사진=한국표준과학연구원)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/11/Edaily/20240611093325908seok.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="VVBogE41o5" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/11/Edaily/20240611093325908seok.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            양승모 선임연구원(왼쪽)과 황찬용 책임연구원(오른쪽)이 2차원에서 구현한 스커미온 소자의 성능을 측정하고 있다.(사진=한국표준과학연구원)
           </figcaption>
          </figure>
          <div dmcf-pid="66gyW1EQoG" dmcf-ptype="general">
           스커미온(Skyrmion)은 소용돌이 모양으로 배열된 스핀(Spin) 구조체이다. 이론상 수 나노미터까지 줄일 수 있고 적은 전력으로도 이동할 수 있다. 현실에서 스커미온을 자유자재로 만들고 조작할 수 있다면 초저전력·초고성능의 차세대 소자를 개발할 수 있어 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.
          </div>
          <p dmcf-pid="PrY2VxtsgY" dmcf-ptype="general">기존 스커미온 응용 연구는 3차원 자석에서만 진행됐지만 2017년 2차원 자석이 처음 알려지면서 2차원 환경에서도 연구가 이뤄졌다.</p>
          <p dmcf-pid="Q8oTy5kPoW" dmcf-ptype="general">3차원 자석의 표면은 사포처럼 거칠어 스커미온을 동작할 때 마찰(열)과 잡음이 발생하지만, 표면이 얼음같이 매끄러운 2차원 자석에서는 더 적은 전력을 소모해 안정적으로 동작할 수 있다. 2차원에 있는 스커미온은 3차원에 비해 크기가 작아 양자 현상도 극대화할 수 있다.</p>
          <p dmcf-pid="xPaWYtDxAy" dmcf-ptype="general">표준연은 상온의 2차원 자석에서 스커미온을 생성하고 제어했다. 자석 표면에 미세한 전압과 자기장을 공급해 스커미온을 구현한뒤 생성된 스커미온에 전류를 가해 원하는 방향으로 제어했다.</p>
          <p dmcf-pid="y8oTy5kPAT" dmcf-ptype="general">실험 결과, 기존 3차원에 비해 스커미온 제어에 소비되는 전력은 약 1000분의 1 정도로 나타났다. 크기도 10배 이상 작아져 안정성·속도 측면에서 유리한 것으로 분석됐다. 2차원 스커미온의 상온 발현 기술은 비슷한 시기에 미국과 중국에서도 보고됐지만, 발현과 함께 전기 제어까지 성공한 사례는 이번이 처음이다.</p>
          <p dmcf-pid="WQNYGFwMkv" dmcf-ptype="general">작년 2월, 연구진이 3차원 스커미온 트랜지스터를 개발한 지 약 1년 만에 2차원 환경에서도 생성·제어하는 데 성공하며 차세대 스핀트로닉스 소자 개발에 더 다가서게 됐다. 이번 기술은 상온에서 스커미온의 양자 현상을 극대화해 상온 큐비트 제작에 활용할 수 있다. 초저온 환경에서만 구동하던 기존 양자컴퓨터의 한계를 넘은 ‘상온 양자컴퓨터’ 개발의 문을 연 것이다.</p>
          <p dmcf-pid="YcSqB4HEcS" dmcf-ptype="general">양승모 표준연 양자자기센싱그룹 선임연구원은 “최근 AI의 발전과 함께 전력 수요가 폭증하면서 초저전력 반도체 소자의 필요성이 커지는 추세”라며 “이번 개발한 스커미온 제어 기술을 응용하면 차세대 AI 반도체 소자도 설계할 수 있을 것”이라고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="GekZ5UOJgl" dmcf-ptype="general">연구에는 표준연 양자기술연구소 양자자기센싱그룹과 김갑진 KAIST 교수 연구팀, 이창구 성균관대 교수 연구팀, 임미영 미국 로렌스 버클리 국립 연구소(LBNL) 박사가 공동으로 참여했다. 연구 결과는 지난 달 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’에 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="HLm30BSgoh" dmcf-ptype="general">강민구 (science1@edaily.co.kr) </p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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