오류 없는 양자컴퓨터 구현 기대…국제학술지 '네이처 피직스' 게재
양자컴퓨터 활용 새 양자상태, 삼각격자 구조 물질서 첫 발견
이달 중순 테마주로 반짝 급등했던 양자컴퓨터 관련주들이 한동안 잠잠해지나 싶었으나 또 다시 들썩이며 강세를 나타내고 있다.
앞서 지난 17일 김재욱 한국원자력연구원 박사 등으로 구성된 국내 연구진이 양자컴퓨터 소자로 사용가능한 물질을 증명했다는 연구결과를 국제 학술지에 게재했다고 발표해 양자컴퓨터 관련주들이 테마주로 떠올랐었다. 그러나 이후 새롭게 떠오른 신규 테마주들에 밀리며 잠시 소외되는 듯 했다. 하지만 또 다른 국내 연구진이 양자컴퓨터에 활용할 수 있는 새로운 양자 상태를 삼각격자 구조를 지난 자성물질을 발견했다는 소식에 다시 매수세가 쏠리며 금일 상한가 종목도 나오는 등 강세를 보이고 있다.
29일 한국거래소에 따르면, 이날 오후 12시32분 현재 핀테크 보안기술 전문업체인 시큐센은 전일 대비 29.90% 오른 4,735원으로 상한가를 기록 중이다.
같은 시간 양자암호 기반의 보안 솔루션 전문 업체 코위버는 22.82% 급등한 8,7620원에 거래되고 있다. 이 외 텔레필드(3.30%), 엑스게이트(11.%30), 케이씨에스(5.95%), 드림시큐리티(5.48%), 아이윈플러스(7.27%) 등 양자 암호와 관련된 다른 종목들도 일제히 오름세다.
반면, 양자컴퓨터 테마주로 묶인 종목 가운데 4거래일 연속 급등해 주가가 무려 70% 넘게 오른 우리로만 유일하게 조정을 받으며 5.09% 하락한 2,610원에 거래되고 있다.
금일 양자컴퓨터 관련주들이 일제히 강세를 보인 것은 이날 과학기술정보통신부가 박제근 서울대 교수 연구팀과 김성진 이화여대 교수 연구팀이 삼각격자 구조 자성 반데르발스 물질에서 ‘키타에프 모델’을 발견하는 데 성공했다고 발표한 영향이다.
키타에프 모델은 2차원 물질에서 구현되는 모델이다. 원자들의 스핀(전자가 자기장에 대해 회전운동을 하는 물성)이 상호 작용해 이웃하는 스핀끼리 서로 다른 3차원에 수직으로 나온 축에 같은 방향으로 서게 하는 특성이 있다. 또한, 키타에프 모델은 양자 시스템에서 가장 낮은 에너지 준위를 가지는 ‘바닥 상태’를 해석적으로 구할 수 있는데, 이 바닥 상태는 오류가 없는 양자컴퓨터에 활용할 수 있는 것으로 알려져 있다.
아이오딘화 코발트 구조 및 삼각격자에서 나타나는 키타에프 모델
그동안 이 모델은 벌집구조를 가지는 물질에서만 나타났으나 이번에 삼각격자 구조에서도 세계 최초로 확인된 것이다.
연구팀에 따르면, 아이오딘화 코발트를 분석하던 중 이런 특성이 나타난다는 것을 처음 확인했다. 이 물질은 40여년 전 처음 합성이 가능한 것이 밝혀졌으나 수분에 매우 약해 관련 연구가 많지 않았다.
연구팀은 이를 실험으로 증명하기 위해 일본 J-PARC 중성자시설을 이용해 비탄성 중성자 산란실험과 스핀파를 측정하고, 이를 미국 연구팀과 함께 분석해 검증했다.
삼각격자 구조를 가진 물질은 양자상태를 가질 때 다양한 양자현상이 나타날 수 있는 것은 이론적으로 알려져 있었지만, 실제 물질에서 구현된 건 이번이 처음이라는 게 연구팀의 설명이다. 이번에 발견된 키타에프 모델은 응집물질물리 및 양자정보 등에 활용도가 클 것으로 연구팀은 기대하고 있다.
아이오딘화 코발트의 자성 상전이 위의 들뜸
박제근 교수는 “2차원 물질에서 양자 얽힘이 있는 양자상태를 발견하는 것은 매우 중요하다”며 “우리 연구진이 개척해서 세계적으로 중요한 연구 분야로 자리매김한 자성 반데르발스 물질 분야에서 양자 얽힘이 중요한 양자상태를 발견해 이 분야를 주도했다”고 설명했다.
이번 연구 결과는 이날 국제학술지 ‘네이처 피직스’에 실렸다.
한편, 앞서 양자컴퓨터 관련주는 국내증시에서 이차전지주 이후에 나타난 초전도체주, 맥신주 등의 테마주 중 하나로 꼽힌다는 점에서 단기간에 큰 폭의 변동성을 나타낼 가능성이 있어 투자의 각별한 주의가 요구된다.
지난 17일 김재욱 한국원자력연구원 박사 등으로 구성된 연구팀은 국제 학술지 네이처 피직스에서 ‘터븀인듐산화물(TbInO3)’이 영상 27도 수준의 상온에서도 양자컴퓨터 소자로 쓰일 수 있는 양자스핀액상(QSL) 물질이 될 수 있다고 실험적으로 증명했다고 발표했다.
당시 김 박사는 “이번 연구 결과는 양자 스핀 액상 물질의 오래된 이론적 예측을 실험적으로 검증한 첫 사례”라며 “향후 양자컴퓨팅과 양자 센서 소자 설계에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
이에 관련주들이 단기간 내 급등했으나 이후 하락 전환하는 등 롤러코스터급 등락을 거듭하면서 투자자들의 피해가 속출하기도 했다.
양자컴퓨터는 양자역학의 고유 특성인 중첩과 얽힘을 이용해 한 번에 많은 정보를 통시에 처리할 수 있는 게 특징이다. 기존 슈퍼컴퓨터보다 수백만배 이상 빠른 문제해결로 미래 산업 기술로 주목받고 있다. 하지만 양자 상태를 안정적으로 만들려면 극저온 환경(-273.15도)이 마련돼야 하는 만큼, 어려움을 겪어 왔다.
