양자컴퓨터 개발의 기초 닦은 공로 … 노벨 물리학상에 와인랜드·아로슈

와인랜드(左), 아로슈(右)

올해 노벨 물리학상은 빛 입자인 광자(光子) 등 양자(量子)를 인간의 손으로 조작하고 측정할 수 있는 기술을 개발한 미국 표준기술연구소의 데이비드 와인랜드(David J Wineland·68) 박사와 프랑스 콜레주드프랑스(학술원)의 세르주 아로슈(Serge Haroche·68) 교수에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립 과학한림원 노벨물리학상위원회는 9일 “두 과학자의 업적은 세계 표준시간을 만들고 있는 세슘 원자시계보다 100배 더 정확한 광(光)시계와 미래의 컴퓨터로 관심을 끌고 있는 양자컴퓨터를 개발하는 데 절대적인 역할을 하고 있다”며 이같이 밝혔다. 양자컴퓨터는 지금의 수퍼컴퓨터로 우주의 나이인 137억 년 동안 돌려도 못 풀 문제를 단 몇 분 만에 끝낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

　두 과학자는 양자를 인간의 손으로 조작할 수 있는 획기적인 기반을 닦았다. 현재의 반도체는 전자 수십만 개가 ‘0’이나 ‘1’ 중 하나를 저장할 수 있지만 이들은 전자 하나에 이론적으로는 무한대의 정보를 한꺼번에 저장할 수 있다는 가능성을 실험적으로 보였다. 즉 양자가 중첩되는 현상을 알아낸 것이다. 이는 디지털컴퓨터로 치면 ‘0’과 ‘1’이 서로 혼합돼 있는 상태로 그 양상은 무수히 많다. 두 과학자의 실험방법은 서로 달랐다. 와인랜드 박사는 이온을 가둬 놓고 레이저를 쪼여 주며 조작해 양자의 기본원리를 알아냈다. 양자가 똑바로 서 있거나 옆으로 누워 있는 등 다양한 형태를 관측하는 데 성공한 것이다. 아로슈 박사는 아주 정밀한 거울 사이에 빛을 가둬 놓고 그 사이에 원자를 통과시키면서 ‘광자의 일생’을 측정했다. 고등과학원 김재완 교수는 “두 사람은 양자시대를 본격적으로 열었다는 평가를 받고 있다”고 말했다.

◆양자(quantum)=광자와 전자·원자·이온 등 양자현상을 나타내는 입자. 눈으로 볼 수 없는 원자세계에서 나타나는 양자현상은 시간과 에너지, 위치와 운동량을 동시에 측정할 수 없는 세계를 말한다.