한국원자력연구원 첨단양자소재연구실 김재욱 박사는 터븀인듐산화물(TbInO3)이 양자컴퓨터 소자 등에 쓰일 수 있는 양자스핀액상(Quantum Spin Liquid, 이하 QSL) 물질이 될 수 있음을 실험적으로 증명했다고 23일 밝혔다. 양자컴퓨터는 양자역학의 고유 특성인 중첩과 얽힘을 이용해 한 번에 많은 정보를 동시에 처리할 수 있다. 또한 특정 문제에 대해 기존의 수퍼 컴퓨터보다도 수 백만 배 이상 빠르게 풀 수 있어 양자 기술이 미래 산업의 판도를 바꿀 게임 체인저 기술로 주목받는다. 하지만 양자역학적 중첩과 얽힘 현상은 구현이 어렵다. 온도 변화, 불순물, 외부 전자기장 등 미세한 자극에도 다양한 오류가 발생한다. 취약한 양자 상태를 안정적으로 만들려면 절대영도(-273.15도)에 가까운 극저온 환경을 구현해야하는 등 까다로운 조건들이 필요하다. 연구진은 먼저, 레이저로 녹여 구조가 고른 단결정을 제조하는 레이저 부유 용융로(Laser-diode floating zone)를 사용해 고품질의 TbInO3 단결정을 합성했다. 이후 테라헤르츠(THz) 전자기파를 물질에 쪼여 광학전도도를 측정하는 분광실험을 수행했다. 실험은 극저온에서 상온에 이르는 넓은 온도 범위와 다양한 자기장, 주파수 대역에서 진행됐다. 특히 실험에 방해가 되는 빛의 내부 반사 효과를 줄이기 위해 시료 두께를 정밀히 제어했다. 그 결과, 특정 영역에서 광학전도도가 정확히 주파수 제곱에 비례함을 실험적으로 입증했다. 특히 영상 27도 수준의 실온에서도 광학전도도 비례 현상이 나타났다. 이는 TbInO3가 상온에서도 QSL 특성을 구현할 수 있음을 실제 확인한 최초 사례다. 이번 연구 결과를 바탕으로 연구진은 TbInO3이 무오류 양자컴퓨터의 소자로 응용할 수 있는지 등을 더 연구할 계획이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 지난달 22일, 오스트리아 빈에서 개최된 국제표준화기구(ISO) 회의에서‘무인기 통신 네트워크’관련 4건의 기고서가 국제표준으로 제정되는 쾌거를 이루었다고 밝혔다. 특히, 연구진은 무겁고 고가인 드론 인식 레이더에 비해‘무인기 통신 네트워크’표준의 통신모뎀은 수만원대로 저렴하고 가볍게 제작될 수 있어 드론 인식 서비스에 매우 적합하다고 설명했다. 아울러, ETRI는 본 표준기술로 무인기는 물론, 관련 장치들까지 상호연결이 가능하다고 설명했다. 즉, 드론 제어와 드론 영상 전송은 물론, 드론 간 상호인식, 자율 충돌 회피, 불법 드론 검출, 이동 장애물 인식, 이착륙장과의 통신 등의 드론 관련 서비스들을 하나의 통합 통신 플랫폼으로 제공할 수 있다. 이를 통해, 이번 ‘무인기 통신 네트워크’국제 표준과 한국정보통신기술협회(TTA)의‘저고도 무인기 탐지 및 회피 응용 계층 기술’표준을 함께 활용하면, 한국은 세계에서 유일하게 드론 간 자율 충돌 회피가 가능하다. ETRI 연구진은 본 표준에서 드론은 각 신호 송신마다 변화하는 비밀번호(신뢰필드)를 함께 전송하기 때문에, 해당 드론이 합법 드론인지 불법 드론인지를 지상에서 자동으로 판단할 수 있다고 설명했다. 아울러, ETRI가 개발한‘무인기 통신 네트워크’표준은 드론 택시 같은 PAV(Personal Air Vehicle)용 통신에도 사용될 수 있다고 밝혔다.