□  물리광과학과 도용주 교수가 제안한 연구 과제가 과학기술정보통신부가 지원하고 한국연구재단이 시행하는 리더연구(前 창의 연구) 지원 대상 과제로 선정되었다.

∘ 리더연구 과제는 미래의 독자적 과학 기술과 신기술 개발을 위해 학문 분야별 가장 창의적이고 도전적인 과제를 선정하여 연구자의 심화 연구를 집중적으로 지원하고 있다. 한국연구재단이 시행하는 개인 연구 사업 중에서 지원금액이 가장 높다.

∘ 국내 자연과학 및 공학 전 분야를 대상으로 공모되는데, 올해에는 모두 10개의 과제가 선정되었고, 이중에서 물리학 분야는 단 1개의 과제가 선정되었다.

□  도용주 교수가 제안한 연구 주제는 초전도체와 나노 반도체를 결합하여 양자 컴퓨터를 구현하기 위한 원천 기술을 확보하는 것을 목표로 삼고 있다. 양자 컴퓨터는 물질의 양자 상태를 기반으로 정보의 저장 및 연산이 이루어지는 첨단 미래형 컴퓨터로서 기존 슈퍼 컴퓨터의 한계를 뛰어 넘을 것으로 예상되어 미국, 중국, EU 등이 국가적인 전략 연구 과제로 삼고 총력을 다해 투자에 나서고 있는 분야이다. 도용주 교수는 위상 양자 컴퓨터의 기본 소자로서 위상 절연체(topological insulator)를 사용할 것을 제안하였는데, 위상 절연체는 초전도체와 접합을 이룰 때 위상 양자 컴퓨터의 기본 단위가 되는 마요라나 페르미온 상태를 형성한다고 이론적으로 알려져 있다.

∘ 본 연구 주제와 관련한 도용주 교수의 선행 연구 결과들은 Science, Nature Communications, Nano Letters, Physical Review Letters, ACS Nano 등의 정상급 전문 학술지에 발표된 바 있다.

□  한편 과제 심사 경쟁률 13:1을 뚫고 선정된 도용주 교수의 과제는 올해 6월부터 시작되며, 앞으로 9년간 매년 8억원의 연구비를 한국연구재단을 통해 지원받을 예정이다. <끝>

[용어 설명]

 

1. 초전도(superconductivity) : 양자 물리학 원리에 의해서 낮은 온도에서 저항이 사라지는 현상으로 저항이 없기 때문에 전류가 흐르더라도 이로 인한 전력 손실이 발생하지 않는다. 초전도 현상의 발견으로 네덜란드 과학자 카멜링 온네스 박사가 1913년 노벨 물리학상을 수상하였고, 초전도 현상을 설명하는 이론을 정립한 존 바딘, 리언 쿠퍼, 존 슈리퍼 세 사람이 1972년 노벨 물리학상을 공동 수상하였다.

 

2. 위상 절연체(topological insulator) : 물질 내부는 일반 절연체와 유사하게 에너지 간극을 갖고 있는 부도체이면서 동시에, 위상학적 조건을 따라서 물질의 표면을 따라서 금속과 유사한 전기 전도도를 갖는 신물질이다.

 

3. 마요라나 페르미온(Majorana fermion) : 물질과 반물질의 중간 선상에 놓인, 자기 자신이 곧 자신의 반물질인 입자이다. 이탈리아의 이론 물리학자 에토레 마요라나가 80년 전에 예측하였으나 아직까지 실험적으로 확증되지 않은 특이한 입자이다.