[세종 = 뉴스핌] 김범주 기자 = 이화여자대학교는 본교 물리학과 '양자물질 우수연구단'의 초빙석학 김은아 교수 연구팀이 구글(Google) 연구팀과 협력해 2차원 입자인 비가환 애니온(non-abelian anyon)에 대한 새로운 이론을 실증했다고 1일 밝혔다.

비가환 애니온은 양자컴퓨팅에 내결함성(Fault Tolerance)을 적용하기 위한 토폴로지 양자컴퓨팅을 실현하는 핵심 요소로 알려졌다.

해당 연구 성과를 담은 논문 'Non-Abelian braiding of graph vertices in a superconducting processor'는 세계 3대 학술지인 네이처(Nature)지에 지난달 11일 게재되기도 했다.

구글 양자 인공지능(AI)을 통해 실시된 이번 실험 결과는 지난 3월 Annals of Physics지에 게재된 김은아 교수와 공동저자들의 획기적인 이론연구에 기반한 것이다.

연구 결과를 통해 김은아 교수는 비가환 애니온들이 해당 양자 정보(큐비트)를 비국소적으로 저장해 큐비트가 보호될 수 있으며, 보호된 큐비트의 제어는 애니온의 시공간 내 궤적의 '꼬임(braid)'을 통해 가능하다고 밝혔다.

40년간의 이론화 과정에도 불구하고 실험으로 실현되지 못했지만, 연구팀이 초전도 기반 양자 프로세서를 사용해 비가환 애니온들의 생성과 그들의 시공간 내 궤적의 꼬임을 실현했다.

김은아 교수는 "창의적인 통찰력과 게이지이론을 접합함으로써 간단명료한 기하학적 관점을 양자역학적으로 구현할 수 있는 최단 경로를 제시할 수 있었다"고 말했다.

한편 이화여대는 창의 연구 생태계 조성을 위해 국제경쟁력을 갖춘 '선도분야'와 미래 유망 '도전분야'를 선정해 각 분야에서 세계적 석학 초빙해 지원하고 있다. 김은아 교수는 물리학과 소속 '양자물질 우수연구단'에 초빙돼 해당 분야의 연구를 이끌고 있다.

김은아 이화여대 초빙석좌교수/사진=이화여대

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