나노기술 및 정책 정보

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에너지부 산하의 아르곤 국립연구소(Argonne National Laboratory)와 시카고 대학교(University of Chicago) 공동연구팀이 양자 컴퓨터를 사용하여 실제 분자와 수 백개의 원자로 이루어진 복잡한 물질을 시뮬레이션하는 방법을 개발했음. 연구팀이 개발한 새로운 계산 방법은 결정질 물질의 특정 결함에 대한 계산과 관련하여 기존의 양자 역학적 방법으로 얻을 수 있는 정확도를 크게 향상시켰음. 지난 30 년 동안, 양자 역학적 이론적 접근법은 촉매 및 에너지 저장 시스템을 포함하는 에너지 응용을 위한 양자 정보 과학 및 기능성 물질과 관련된 물질의 특성을 예측하는 데 중요한 역할을 해왔음. 그러나 이러한 접근 방식은 계산이 까다롭고 복잡한 이종 재료에 적용하기가 여전히 어려움. 반면에 연구팀은 양자와 고전적인 컴퓨팅 하드웨어를 결합하여 고체에서 '스핀 결함' 시뮬레이션을 허용하는 양자 임베딩 이론을 개발했음. 이러한 유형의 고체 결함 시뮬레이션은 현재 정보를 훨씬 능가하는 양자 정보 처리 및 나노 스케일 감지 응용을 위한 재료 개발에 적용 할 수 있음. 개발된 기술은 현재 가장 진보된 방법에 비해 복잡한 재료의 특성을 보다 정확하게 예측할 수 있는 전산 재료 과학의 강력한 미래 예측 방법임.

본 연구 성과는 ‘npj Computational Materials’ ("Quantum simulations of materials on near-term quantum computers") 지에 게재됨.