일본산업뉴스요약

원자핵의 움직임, 진동으로 제어
NTT, 양자메모리 실현에 길/ 산총연과 신기술 개발

NTT는 산업기술총합연구소와 공동으로 원자핵의 자전을 미세한 진동장치로 제어하는 기술을 개발하였다. 방대한 계산을 순식간에 할 수 있는 양자컴퓨터의 계산 결과를 기록하는 차세대메모리 개발로 이어질 것으로 전망한다. 5년 후를 목표로 집적한 소자를 개발한다.

연구팀은 원자의 중심에 존재하는 원자핵에 주목하였다. 팽이처럼 일정한 속도로 자전하고 있다. 주위 전자파나 자석 등의 영향으로 자전 움직임은 변화한다. 그러나 물질 전체에서 자전의 움직임이 변하게 된다. 특정 장소에서만 제어하는 것은 어려웠다.

신기술은 미세한 진동장치를 사용하여 목표한 장소에서 원자핵의 움직임을 조작한다. 갈륨이나 비소 등을 포함한 재료로 길이 50㎛(마이크로는 100만분의 1), 두께 1㎛, 폭 6㎛의 미세 다리를 만들었다. 전압을 걸면 일정 주기로 진동하여 중심부에 힘이 걸린다.

원자핵의 움직임을 자세하게 분석한 결과, 사방 1㎛ 정도의 영역에서 움직임을 바꿀 수 있다는 것을 알았다. 진동만으로는 자전의 움직임을 바꾸는 에너지가 부족하기 때문에 전자파로 보충한다. 전자파와 진동의 주파수를 조절하여 진동했을 때만 자전의 움직임이 바뀌도록 연구하였다.

일반적인 컴퓨터는 0과 1을 사용하여 계산한다. 0과 1에 모두 해당하는 ‘중복’ 상태를 사용하는 양자컴퓨터는 방대한 계산을 순식간에 할 수 있어 주목을 받고 있다. 실용화를 위해서는 계산 도중의 정보 등을 일시적으로 보존하는 ‘양자메모리’가 필요하다.

원자핵의 자전을 활용하면 중복 상태를 유지하면서 보존할 수 있다고 한다. 앞으로 자유자재로 정보를 기입하거나 불러내는 기술을 개발하여 양자메모리의 실현에 도움이 되도록 한다. 복수의 소자를 집적함으로써 보다 많은 정보를 기록할 수 있도록 한다. 연구성과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 발표하였다.

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