한국 과학자, 빛의 ‘슈뢰딩거 고양이’ 상태 구현 성공

한국인 과학자가 포함된 오스트레일리아와 프랑스 공동연구팀이 양자역학의 최대 수수께끼 가운데 하나인 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 상태를 빛을 이용해 현실에서 구현하는 데 성공했다.

호주 퀸즐랜드대 양자컴퓨터기술센터 정현석(35) 박사는 과학저널 <네이처> 16일치 온라인 판에서 프랑스 남파리대학 필립 그랜지어 교수팀과 함께 이런 연구결과를 밝혔다.

‘슈뢰딩거의 고양이’란 양자물리학의 창시자 중 한사람인 오스트리아의 물리학자 에르윈 슈뢰딩거가 아인슈타인과 논쟁을 하면서 양자상태를 설명하고자 고안한 사고실험의 하나다. 거시세계에선 고양이가 죽어있거나 살아있는 두 상태 중 하나일 수밖에 없지만, 소립자의 양자역학 세계에선 상자를 열어 확인하기 전까지는 상자 속 고양이가 살아있기도 하고 죽어있기도 한 양자적으로 중첩된 상태로 존재할 수 있다는 것이다.

이번 연구는 이런 양자역학의 근본 원리에 더 가까이 다가서는 것은 물론 양자 암호, 양자 컴퓨터, 양자 공간이동 등 미래의 양자 정보기술에도 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

연구진은 먼저 광자들을 생성시킨 뒤 반거울로 생성된 광자 빔을 둘로 나누고, 나누어진 빔의 한쪽에 특별한 광학적 측정을 가해 다른 한쪽에 ‘슈뢰딩거 고양이’ 상태가 만들어지도록 했다. 연구진은 이어 광학적 측정 장치들을 통해 거시적으로 뚜렷하게 구별되는 두 상태의 중첩을 만들어내고 이를 측정하는 데도 성공했다.

정 박사는 “지난 수년간의 연구를 통해 빛의 ‘슈뢰딩거 고양이’ 상태가 지니는 특별한 유용성에 주목했다”며 “이 연구결과는 양자 정보처리에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 조홍섭 기자, 연합뉴스 [e-mail]