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IBS "베일에 싸여있던 물리량 '양자거리' 잰다"

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작성자 진나지 작성일20-08-06 03:28 댓글0건

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고체물성의 핵심인 양자거리 측정 가능성을 세계최초 제시
네이처에 논문 발표…양자컴퓨터 소재 탐색에 활용 기대
[서울=뉴시스] 전자의 파동함수인 ‘블로흐 파’와 양자 거리(사진자료=기초과학연구원 제공)[서울=뉴시스] 오동현 기자 = 국내 연구진이 그간 측정이 불가능했던 고체의 '양자거리'를 측정하는 방법을 세계 최초로 제시했다.

기초과학연구원(IBS) 강상관계 물질 연구단 양범정 교수(서울대 물리천문학부)와 임준원 책임연구원, 김규 한국원자력연구원 책임연구원이 함께 제시한 고체의 '양자거리' 측정 방법이 6일 세계 최고 권위의 학술지 네이처(Nature, IF 42.778)에 논문으로 게재됐다.

양자거리는 두 개의 양자상태를 비교하는 개념으로, 목표했던 양자상태와 실제 양자상태의 차이를 말한다. 즉, 양자통신과정 혹은 양자컴퓨터 연산과정의 양자정보 손실을 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

양자거리는 양자상태(에너지, 스핀 등 양자역학적으로 본 입자의 상태)의 정보를 담고 있는 두 파동함수의 유사성을 나타내는 물리량을 의미한다. 서로 같을 때 0는 서로 직교할 때는 1이다.

양자역학에서 고체 내의 전자는 파동으로 간주되는데, 이 파동은 곡률과 양자거리로 나타내는 기하학적 모양을 가진다. 양자거리는 파동구조의 핵심 요소지만 지금까지는 고체에서 양자거리를 측정할 방법이 없었고, 물성으로도 나타나지 않아 크게 주목받지 못했다.

[서울=뉴시스] 일반적인 고체의 에너지띠와 란다우 준위 (사진자료=기초과학연구원 제공)연구진은 평평한 에너지띠를 갖는 고체에 자기장을 걸어서 양자거리 측정이 가능하다는 것을 세계에서 처음으로 밝혀냈다.

연구진은 평평한 에너지띠를 갖는 고체에 자기장을 걸면 에너지 준위가 변하는 것을 이론적으로 발견하고, 이 변화로부터 양자거리를 특정할 수 있다는 것을 증명했다.또 평평한 에너지띠와 곡선 에너지띠가 교차하는 물질에 자기장을 걸면 전자들의 에너지 준위(란다우 준위)가 퍼짐을 발견했다.

이어서 이 에너지 준위 퍼짐은 에너지띠끼리 교차하는 점에서의 양자상태에 달려있음을 밝혔다. 양자거리를 결정하는 양자상태가 실제 물성인 에너지에 영향을 미친 것이다. 이에 착안해 연구한 결과, 양자거리의 최댓값이 에너지 준위 퍼짐을 결정함을 밝혀냈다.

이번 연구는 고체 전자의 에너지 준위를 관찰해 양자거리를 정확히 측정할 수 있음을 이론적으로 증명한 것으로 전자 파동의 기하학적 구조와 관련한 새로운 고체 연구의 장을 열 것으로 기대된다.

[서울=뉴시스] 자기장 하에서 란다우 준위 퍼짐을 관측할 수 있는 후보 물질들 (자료제공=기초과학연구원 제공)임준원 책임연구원은 "여러 이차원 물질에서 파동함수의 양자거리를 정확히 측정하고, 관련 물성을 조절할 수 있다"고 의미를 밝혔다.

양범정 교수는 "고체를 양자기하학으로 분석한 기존 연구들은 곡률에 국한돼 있었는데, 이번 연구로 양자거리를 측정하여 물성을 밝힐 수 있게 됐다. 나아가 양자정보 분야에 쓰일 새로운 재료를 찾는 데 기여할 것”이라며 "순수 이론 분야에서 네이처에 논문을 게재하는 일은 세계적으로 매우 드물다"고 설명했다.

이번 연구는 IBS와 연구재단 및 미 육군 연구소의 지원으로 수행됐다.

[서울=뉴시스] 양범정 IBS 강상관계 물질 연구단 교수, 교신저자 (사진=기초과학연구원 제공)

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[서울=뉴시스] 박주연 기자 = 현대자동차의 미국 소매판매가 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19) 사태 이전으로 회복했다.

5일 현대차에 따르면 지난달 미국에서 현대차는 5만8934대(제네시스 포함)의 완성차를 판매했다. 지난해 같은 달(5만8926대)에 비해 소폭 증가했다. 코로나19가 본격화한 3월 이후 4개월만의 반등이다.

기아자동차 역시 지난해 같은 달에 비해 1.7% 감소한 5만2479대를 판매하며 코로나19 이전 판매를 거의 따라잡았다.

제너럴모터스(GM)와 토요타 등 글로벌 완성차업체들이 코로나19로 고전하고 있는 상황에서 현대차가 대조되는 실적을 내놨다는 평가다.

업계는 현대차가 미국시장에 상품성과 디자인이 우수한 스포츠유틸리티차량(SUV) 신차를 속속 내놓으며 소비자들의 마음을 사로잡은 것을 실적 개선의 이유로 꼽고 있다.

실제 현대차 팰리세이드는 7월 미국시장에서 전년 동기 대비 88.3% 증가한 8404대가 판매됐다. 기아차 텔루라이드는 전년 동기 대비 5.8% 증가한 4822대가 판매됐다.

반면 GM과 르노는 신차출시 일정을 6개월에서 1년 가량 연기했고, 포드, 닛산 등은 투자계획을 중단했다.

현대·기아차는 지난해부터 미국 시장에 작년 팰리세이드, 텔루라이드 등 SUV를 선보이면서 미국시장에서 호조를 이어가고 있다. 제네시스 GV80과 G80은 사전 계약으로만 이미 1만4500여 대가 판매됐다.

업계 관계자는 "현대·기아차는 코로나19 이후 오히려 글로벌시장 점유율을 키워가고 있다"며 "첨단기술이 도입된 반자율주행 기능과 디자인 혁신이 세계 소비자들의 마음을 끌어당기고 있다"고 설명했다.

장문수 현대차증권 연구원은 "코로나19로 인한 경쟁사들의 부담은 미래 전략 후퇴로 나타나고 있다"며 "반면 안정적 국내 생산·판매를 바탕으로 신차 계획과 미래 전략을 지속 유지 중인 현대차그룹은 2020년 코로나19 국면에서 경쟁사들에 비해 안정적인 실적을 기록했다"고 밝혔다.

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