상온 양자컴퓨터 시대의 도전

상온 양자컴퓨터 시대의 도전


지금 양자컴퓨터의 가장 큰 걸림돌은 냉각이다. 양자 상태를 유지하려면 절대영도에 가까운 영하 273도까지 냉각해야 한다.  

냉각 장치만 건물 한 층을 차지한다. 그래서 양자컴퓨터는 특수 연구소 밖에선 작동하기 어렵다.

스탠퍼드 대학교영구진이 냉각 없이 상온에서 작동하는 양자 소자를 처음으로 구현했다.

핵심은 소위  “비틀린 빛(twisted light)“이다. 실리콘 나노구조물이 광자를 나선형으로 회전시키면, 그 회전이 반도체 층의 전자에 전달된다.

광자와 전자의 스핀이 연결되는 순간 큐비트가 만들어진다. 일반적으로 열이 이 섬세한 연결을 금방 깨뜨리는데 이황화몰리브데넘(MoSe₂)이라는 소재가 상온에서도 그 연결을 안정적으로 유지시켰다.

연구진은 “언젠가 스마트폰에서 양자 컴퓨팅을 할 수 있을지도 모른다.” 라고 말했다.

이 연구는 아직 개념 증명 단계지만 냉각 없이 양자 상태를 만든다는 원리가 처음으로 실험으로 확인됐다는 점에서 큰 의미가 있는 것으로 보인다.


Nature Communications, 2025년 12월

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Economist John