나노기술 및 정책 정보

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● 산업기술종합연구소(AIST) 디바이스기술연구부문 신원리디바이스연구그룹 등의 연구그룹이 실리콘 스핀 양자 비트 소자를 이용한 대규모 집적 양자 컴퓨터의 실현을 위해 스핀 양자 비트 소자와 연산에 필요한 미소(微小) 자석을 집적한 새로운 통합 구조를 고안

● 양자 컴퓨터 실용화를 위해서는 100만 이상의 양자 비트를 집적한‘오류 정정형(범용) 양자 컴퓨터’가 요구되며, 이를 위해 대규모 집적 공정에서 발생하는 가공 선폭의 불균일성 및 배치 시의 위치 오차 등에 기인하는 불량 발생률을 줄이고, 다수의 스핀 양자 비트 소자를 동시에 동작시킬 필요가 있으나, 다수의 스핀 양자 비트 소자를 대규모로 평가하는 실험 기술이 없기 때문에 소자 및 집적 구조의 제조 편차 내성을 실험으로 평가하는 데 어려움이 있었음

● AIST에서는 이들을 평가할 수 있는 시뮬레이터를 개발해 왔으며 이번 연구를 통해 스핀 양자 비트 소자의 고속 동작에 필요한 미소 자석을 소자측 하단에 삽입하는 구조를 새롭게 고안, 시뮬레이터를 이용하여 고속 동작 및 제조 편차 내성을 평가

● 그 결과, 배선층에 자석을 형성하는 기존 구조에 비교해 라비 진동(rabi oscillation, 스핀 동작 속도)이 약 10배 빨라짐과 동시에 최대 집적 가능한 양자 비트 수를 제한하는 요인이 되었던 제조 편차 내성을 크게 개선할 수 있음을 확인

● 본 연구 성과는 실리콘 양자 비트를 기본 소자로 하는 대규모 집적 양자 컴퓨터 실현에 도움을 줄 것으로 기대