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[IT뉴스]기존보다 높은 온도에서 작동하는 '큐빗' 소재·공정 개발…양자컴퓨터 실용화 가능성 높여

온카뱅크관리자

2026-04-28 16:27:33

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">전자통신연, 위상절연체 이용해 차세대 양자 소자 구현 기술 개발<br>기존 10~20mK(약 -273.14도)보다 높은 1~4K(약 -272.15 ~ -269.15도)에서 작동</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="3jTxOEtWwm">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6826c85b8e14c5aeab722da4de88846f4e910a2db77ae5ba523a199c5093308b" dmcf-pid="0cWRCw3Gmr" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="위상절연체 기반 차세대 양자소자 구현을 위한 핵심 기술을 개발한 한국전자통신연구원, 연세대, 충남대 연구진이 지난 21일 한국물리학회 봄 학술대회에서 성과를 발표한 뒤 한자리에 모였다. 한국전자통신연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/28/daejonilbo/20260428162659010ebxw.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="tebI7FRfIO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/28/daejonilbo/20260428162659010ebxw.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            위상절연체 기반 차세대 양자소자 구현을 위한 핵심 기술을 개발한 한국전자통신연구원, 연세대, 충남대 연구진이 지난 21일 한국물리학회 봄 학술대회에서 성과를 발표한 뒤 한자리에 모였다. 한국전자통신연구원 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="ec3294d991d83bc50b02be8124bf6e6e6e8f5aac9e818adeb8080bc4ac886179" dmcf-pid="pkYehr0Hsw" dmcf-ptype="general">양자컴퓨터는 초극저온에서 작동하는 점이 상용화의 큰 걸림돌이다. 국내 연구진이 기존보다 높은 온도에서도 양자 소자가 작동하는 차세대 소재·공정을 개발했다. 연구진은 4인치 웨이퍼 기반 기술도 확보해 양자컴퓨터의 실용화 가능성도 높였다.</p>
          <p contents-hash="f4813bc9e19411c80c7b57434540713a996bb214c9ca0eec4277f725978f9fed" dmcf-pid="UEGdlmpXsD" dmcf-ptype="general">28일 한국전자통신연구원은 위상절연체창의연구실 연구진이 위상절연체를 이용한 차세대 양자 소자 구현 기술을 개발해, 기존10~20mK(밀리켈빈, 약 -273.14도)보다 높은 온도인 1~4K(켈빈, 약 -272.15 ~ -269.15도)에서 양자 특성을 갖는 차세대 초전도 큐빗 구현 가능성을 제시했다고 밝혔다. 위상절연체는 내부는 절연체이고 표면은 전류가 흐르는 물질을 말한다.</p>
          <p contents-hash="b067cc6a007fb13f15e6e44a564f9759e2bf906328118154b221b2fe56967860" dmcf-pid="uDHJSsUZOE" dmcf-ptype="general">현재 초전도 기반 양자컴퓨터는 극초저온에서 작동하므로 수십억원 대에 달하는 희석냉동기 등 대형 장비가 필요하다.</p>
          <p contents-hash="7ec863fbdf7cc51deaaec1180ed8261516fdaa4d03dde396e251d515648410ef" dmcf-pid="7wXivOu5Ik" dmcf-ptype="general">연구진은 기존 보다 높은 온도에서 양자 특성을 유지하는 소재와 소자 기술 개발에 나서 위상절연체인 비스무스 셀레나이드(Bi2Se3) 박막을 4인치 웨이퍼 위에 균일하게 성장시켜 대량 생산 가능성을 확인하고, 위상절연체와 초전도체의 계면(경계)을 정밀하게 제어하는 기술을 확보했다.</p>
          <p contents-hash="4b238a8b97195465321e32682069661df01efbde51e92f4768d467ca87711ae5" dmcf-pid="zrZnTI71Dc" dmcf-ptype="general">이어 연구진은 계면에서 초전도체 내부의 구리 원자가 위상절연체로 이동하면서 성능을 저하시키는 것을 확인하고 얇은 셀레늄 층을 삽입해 원자 확산을 차단해 1~4K에서 작동할 수 있는 조건을 마련했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="7dfbb9275800d356c950f53b1809547d4f2a5fff726ec8a241a895c56ebd1a1d" dmcf-pid="qm5LyCztsA" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="전자통신연 연구진이 위상절연체인 비스무스 셀레나이드 박막을 웨이퍼에 증착시키고 있다. 한국전자통신연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/28/daejonilbo/20260428162700655apcc.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="FMC4DNHlws" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/28/daejonilbo/20260428162700655apcc.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            전자통신연 연구진이 위상절연체인 비스무스 셀레나이드 박막을 웨이퍼에 증착시키고 있다. 한국전자통신연구원 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="222c03b50866801822a34413fadcdfda18472183a809009e1a05ab361e15a03b" dmcf-pid="Bs1oWhqFrj" dmcf-ptype="general">연구진은 1~4K도 극저온이지만 기존 초전도 양자컴퓨터 작동 온도보다 높고 우주 공간의 평균온도(약 2.7K)와 비슷한 수준이어서 냉각 시스템 비용 부담 등을 크게 줄일 수 있을 것으로 내다봤다.</p>
          <p contents-hash="cc7904b4c2bb6fcde2c3dd26d169914ae523843ee714e3daa2ac537e436d2bcc" dmcf-pid="bOtgYlB3sN" dmcf-ptype="general">이우정 전자통신연 위상절연체창의연구실장은 "양자컴퓨팅의 기본 단위가 큐빗이다. 이번 연구는 보급 가능한 큐빗을 만들기 위한 것"이라며 "이번 연구를 통해 소재 성장부터 계면 제어까지 전 주기 기술을 확보했다. 확보한 소재 기술과 초전도 공진기 기술을 결합해 1~4K에서 동작하는 경제적이고 실용적인 양자컴퓨팅 플랫폼 구현을 추진하겠다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="6afdf89b4c87cfddaf6e76c55752fd9f5c8342c9107180c43024148ced935815" dmcf-pid="KIFaGSb0Ea" dmcf-ptype="general">한편 이 연구는 전자통신연 내부 연구 지원사업의 하나로 수행됐으며 성과는 소재 성장, 계면 분석, 공정 기술을 아우르는 총 4편의 논문으로 국제학술지에 연이어 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="3f58781ab24dbc814cdf3b592a41d09a1dedf95eec1bbd32ae2fe3da562845d3" dmcf-pid="9C3NHvKpmg" dmcf-ptype="general">관련 연구 결과는 Applied Surface Science Advances, Crystal Growth &amp; Design 등에 발표됐으며, 지난 21일 한국물리학회 봄 학술대회 반도체 물리 분과 포커스 세션에서도 연세대·충남대 공동 연구로 발표됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
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