상온 양자기술에 한 걸음 다가선 새로운 물질 개발

상온 양자기술에 한 걸음 다가선 새로운 물질 개발

양자기술은 미래 반도체와 양자컴퓨터의 핵심 기술로 꼽히지만, 한 가지 큰 한계가 있다. 대부분의 양자물질은 극저온에서만 안정적으로 작동하기 때문에 실제 산업에 적용하기가 쉽지 않았다.

최근 핀란드 위베스퀼레대학교와 알토대학교 공동 연구진은 오랫동안 이론으로만 존재했던 ‘2차원 위상결정 절연체’를 세계 최초로 구현하는 데 성공했다. 연구진은 원자 두께의 주석 텔루라이드(SnTe)를 니오븀 디셀레나이드(NbSe₂) 위에 성장시키는 새로운 방법을 적용해 그동안 구현이 어려웠던 양자물질을 실제로 만들어냈다.

이번 연구가 주목받는 이유는 비교적 큰 에너지 밴드갭을 확보했다는 점이다. 에너지 밴드갭이 클수록 극저온이 아닌 환경에서도 양자 특성을 유지할 가능성이 높아지기 때문에, 상온에서 활용할 수 있는 양자소자 개발에 중요한 발판이 될 수 있다. 또한 연구진은 기판이 만드는 미세한 변형만으로도 전자의 이동 특성을 제어할 수 있다는 사실도 확인했다.

물론 이번 연구가 곧바로 상온에서 작동하는 양자컴퓨터를 의미하는 것은 아니다. 하지만 양자기술이 연구실을 넘어 실제 산업으로 나아가기 위해 반드시 넘어야 했던 장벽을 낮출 수 있는 중요한 성과라는 평가를 받고 있다.

양자기술의 미래는 더 낮은 온도를 만드는 경쟁이 아니라, 더 높은 온도에서도 안정적으로 작동하는 물질을 찾는 경쟁으로 바뀌고 있다.

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