[디지털투데이 AI리포터] 영국 맨체스터대와 호주 멜버른대 연구팀이 초순도 실리콘을 이용한 양자비트 제조 방법을 고안해냈다고 22일(현지시간) 일본 IT미디어가 전했다.

두 연구팀은 '국부적으로 집중된 이온 빔 주입을 통해 28Si가 강화된 실리콘'(Highly 28Si enriched silicon by localised focused ion beam implantation)이라는 제목의 논문을 발표해 이를 설명했다.

연구팀은 실리콘 칩 내 실리콘29(규소 동위 원소의 일종)의 존재가 양자 일관성을 방해하는 주요 원인으로 보고, 이 함량을 크게 줄여 문제를 해결했다고 한다. 이온 빔 장치를 활용해 실리콘29의 비율을 0.00023%까지 낮추는 데 성공했다고.

양자 일관성은 여러 개의 양자 비트가 서로 간섭해 동기화된 양자 상태를 유지하는 것을 말한다. 이러한 상태가 유지되는 동안 양자컴퓨터는 정확한 계산을 할 수 있으나, 환경의 노이즈에 의해 양자 일관성이 상실될 경우 계산 결과에는 오류가 발생할 수 있다.

연구팀이 이용한 방식은 실리콘 기판에 실리콘28의 이온 빔을 조사해 초순수 실리콘을 제조하는 것이다. 이를 통해 기판 내 실리콘29가 실리콘28로 대체되면서 국소적인 농축 영역이 형성되는 것. 이러한 과정 내 투입되는 장비는 기존 반도체 제조 설비에서 이미 널리 사용돼 특별한 설비 투자가 필요 없다는 것이 큰 장점으로 꼽힌다.

연구팀은 "이 초순도 실리콘을 사용하면 단일 전자 스핀 양자 비트의 결맞음 시간(coherence time)을 10초 이상으로 늘릴 수 있다"라고 설명했다. 이는 현재 기록인 0.95밀리초에서 더욱 개선된 것이다.

제이미슨 논문 저자는 "다음 단계는 많은 수의 양자 비트에서 동시에 양자 일관성을 유지할 수 있다는 것을 입증하는 것"이라며 "양자컴퓨터는 일부 응용분야에서 오늘날의 슈퍼컴퓨터 성능을 능가할 것"이라고 전했다.