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양자 정보 기술 원문보기

電磁波技術 : 韓國電磁波學會誌 = The Proceedings of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.25 no.4, 2014년, pp.73 - 78  

안도열 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부)

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문제 정의

  • 17세기 뉴턴에 의해 정립된 중력과 역학 이론의 여파로 생겨난 기계공학과 산업혁명이 인류의 문명사에 큰 획을 그었다면, 19세기 말에 정립된 전자기학은 전기 문명으로 대변되는 오늘날의 IT 기술의 토대가 되었다. 전기가 없다면, 현재 우리들의 일상이 어떠할 지 생각해 보자. 조명은 물론이고, 컴퓨터와 스마트 폰도 존재하지 않을 것이다.
  • 현재 양자 컴퓨터의 실용화를 위해 초기화가 가능하고, 양자역학적인 결맞음 상태가 오래 지속되며, 확장가능(scalable)한 큐빗의 구현을 위한 노력이 세계적인 프론티어 연구팀에 의해 수행 중이다. 지금까지 초전도 소자, 이온 트랩, 반도체 양자점, 고체 핵스핀 등 다양한 방법[2]에 의한 큐빗 구현 방법이 연구되고 있지만, 여기서는 필자가 주로 연구해온 반도체 소자를 이용하는 방법을 소개하려고 한다. 반도체 소자를 이용하는 방법은 그 확장 면에서 뿐만 아니라, 반도체 소자의 게이트에 가해지는 스위칭 전압에 의해 빠르게 큐빗을 제어할 수 있게 하기 때문에 매우 중요하다.

가설 설정

  • 전기가 없다면, 현재 우리들의 일상이 어떠할 지 생각해 보자. 조명은 물론이고, 컴퓨터와 스마트 폰도 존재하지 않을 것이다. 역사적인 관점에서 20세기에 정립된 양자 물리학이 차세대 기술과 산업의 요람이 될 것은 자명해 보인다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
초연결 사회로의 진입으로 인해 각광받는 기술은? 초연결 사회로의 진입과 함께 ICT 인프라에 대한 사회 의존도가 기하급수적으로 높아지면서, 퀀텀 테크놀로지로 대변되는 양자 정보 기술은 완벽한 보안, 천문학적인 정보 처리 속도의 향상 그리고 기존의 IT로는 불가능한 물질의 직접 전송 등을 가능하게 할, 미래 산업을 이끌 핵심 기술 중 하나로 각광받고 있다[1]. 비근한 예로 미국은 2008년 오바마 행정부에서 양자 정보 기술의 중요성을 인식하고, 연방 정부 차원에서 국가적인 프로그램을 수립하여 연 10억 달러 이상을 R&D에 투자하고 있으며, 아시아의경우, 일본, 중국, 싱가포르 등이 연 1천억 원 이상을 투자하고 있어, 양자 정보 기술은 미래 산업을 이끌 차세대 IT 기술의 화두로 전 세계적인 주목을 받고 있다[2].
양자 정보 기술을 활용한 성과를 통해 노벨상을 수상한 사람은? 비근한 예로 미국은 2008년 오바마 행정부에서 양자 정보 기술의 중요성을 인식하고, 연방 정부 차원에서 국가적인 프로그램을 수립하여 연 10억 달러 이상을 R&D에 투자하고 있으며, 아시아의경우, 일본, 중국, 싱가포르 등이 연 1천억 원 이상을 투자하고 있어, 양자 정보 기술은 미래 산업을 이끌 차세대 IT 기술의 화두로 전 세계적인 주목을 받고 있다[2]. 또한, 2012년도 노벨 물리학상은 양자 컴퓨터의 개발에 필요 불가결한 개별 양자계의 측정 및 조작을 가능하게 한 프랑스의 세르주 아로슈와 미국의 데이비드 와인렌드에게 돌아갔다. 노벨상이 양자 컴퓨팅 분야에 돌아간 것은 양자 컴퓨터와 양자 암호로 대변되는 양자 정보 통신 기술이 중요한 미래 기술임을 시사해 준다고 할 수 있다.
양자 정보 기술은 무엇을 가능하게 하는가? 초연결 사회로의 진입과 함께 ICT 인프라에 대한 사회 의존도가 기하급수적으로 높아지면서, 퀀텀 테크놀로지로 대변되는 양자 정보 기술은 완벽한 보안, 천문학적인 정보 처리 속도의 향상 그리고 기존의 IT로는 불가능한 물질의 직접 전송 등을 가능하게 할, 미래 산업을 이끌 핵심 기술 중 하나로 각광받고 있다[1]. 비근한 예로 미국은 2008년 오바마 행정부에서 양자 정보 기술의 중요성을 인식하고, 연방 정부 차원에서 국가적인 프로그램을 수립하여 연 10억 달러 이상을 R&D에 투자하고 있으며, 아시아의경우, 일본, 중국, 싱가포르 등이 연 1천억 원 이상을 투자하고 있어, 양자 정보 기술은 미래 산업을 이끌 차세대 IT 기술의 화두로 전 세계적인 주목을 받고 있다[2].
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참고문헌 (8)

  1. http://qeurope.eu;QUIE2T 

  2. 안도열, 양자정보통신의 기술동향 및 시장전망, 하얀출판, 2012년. 

  3. A. Perdomo-Ortiz et al., "Finding low-energy conformations of lattice protein models by quantum annealing", Scientific Report 2, p. 571, 2012. 

  4. R. Brunner et al., "Two-qubit gate of combined singlespin rotation and interdot spin exchange in a double quantum dot", Phys. Rev. Lett. p. 107, 146801, 2011. 

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  5. D. Ahn, "Intervalley interactions in Si quantum dots", J. Appl. Phys. p. 98, 033709, 2005. 

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  6. K. Takashina et al., "Valley polarization in Si(100) at zero magnetic field", Phys. Rev. Lett. 96, 236801, 2011. 

  7. D. Ahn, "Universal quantum gate", US Patent 7,655, 850, 2010. 

  8. M. Fuechsle et al, "A single-atom transistor", Nature Nanotechnology 7, p. 242, 2012. 

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