연세대학교 물리학과 김재훈 교수팀이 양자 스핀 액체 후보물질에서 특이한 변칙 운반자를 발견해 물리 분야 학술지 ‘네이처 피직스(Nature Physics, IF=19.684)’에 발표했다.

연세대에 따르면 이번 연구에는 연세대 김재훈 교수, 최영재 교수, 신현준 연구원, 정택선 연구원, 미국 럿거스대(Rutgers University) 정상욱 교수, Xianghan Xu 연구원, KAIST 문은국 교수, 한국원자력연구원 김재욱 연구원, 한국고등과학원 김범현 교수가 참여했다.

양자 스핀 액체는 노벨 물리학상 수상자인 미국 프린스턴대 필립 앤더슨(Philip Warren Anderson) 교수가 1973년 제안한 물질의 상태로, 아무리 온도를 내려도 고체 형태로 얼지 못하는 특이 액체다.

김재훈 교수팀은 양자 스핀 액체 후보물질 중 하나인 터븀인듐산화물(TbInO3) 단결정의 테라헤르츠(terahertz) 시분해 분광 실험을 진행했고, 상온에서 정확히 빛의 주파수 제곱에 비례하는 광학 전도도를 관측했다.

연구 결과는 전하 운반자의 거동이 금지된 모트 절연체에서 변칙 운반자가 존재할 수 있으며, 해당 물질이 양자 스핀 액체라는 강력한 증거로 볼 수 있으며, 또한 온도를 내리거나 외부 자기장을 인가해도 주파수의 제곱에 비례하는 광학 전도도 형태가 잘 유지된 것은 Anderson-Lee 계열의 이론에서 상상했던 양자 스핀 액체가 실제 물질세계에서 구현할 수 있음을 시사하는 것이라고 발표했다.

연세대 김재훈 교수는 “양자 스핀 액체는 그 얽힘 상태가 매우 강하여 천문학적 수준의 큐빗이 원천적으로 물질에 내재되어 있는 경우”라며, “이와 관련된 물리적 원리를 깊이 탐구하면, 궁극적으로 상온에서도 구동이 가능한 무오류 양자컴퓨터 구현에 결정적으로 기여할 수 있을 것”이라며 기대감을 나타냈다.

베타뉴스 강규수 기자 ()
Copyrights ⓒ BetaNews.net

• • 목록
  • 위로