포항시와 막스플랑크 한국·포스텍연구소(이하 MPK)는 4일 과학기술정보통신부가 추진하는 신물질 한계 극복을 위한 양자기반 나노소재기술개발 공모사업(사업명: 위상양자 신소재의 양자물성 및 시공간 특성 연구)에 최종 선정돼 6년간 총사업비 301.5억 원(국비 172.5억)을 확보했다고 밝혔다.
이번 연구과제의 핵심은 현재 양자기술이 가지고 있는 제약을 극복할 수 있는 위상양자 물질 기반 위상 큐비트로의 대체와 신 양자소재·소자를 개발하는 것이다. 현재의 양자기술은 진동, 열, 전기적, 자기적 잡음 등의 외부 환경에 취약함에 따라 안정성 및 확장성에 제약이 있다.
이에 따라 오류 없는 큐비트를 200개 구현 시 기존 초전도체 큐비트가 100,000개가 필요하지만 위상초전도체로 큐비트를 구현할 경우 훨씬 적은 1,000개로도 구현이 가능하다.
이처럼 기존 소재의 한계를 극복하기 위해서 안정성이 보장된 위상양자물질 기반의 위상 큐비트로의 대체와 신 양자물질 소재 및 소자 개발이 필수적이다. 이를 위해 포항 4세대가속기(PAL-XFEL)와 독일 European XFEL을 연계해 국제적 거대시설을 활용한 연구를 수행할 계획이다.
포항시는 기존에 유치된 MPK 와 포스텍 ·프라운호퍼 IISB 실용화 연구센터와 함께 헬름홀츠 연구소를 추가로 유치해 세계 최고 수준의 연구 허브를 구축할 예정이며 , 이를 기반으로 독일의 3 대 기관이 함께하는 연구플랫폼을 통해 신개념 양자물성 핵심 소재 개발을 위한 세계적인 선도 연구를 추진할 계획이다 .
특히 , 양자물성 소재 개발에서 시공간 특성연구 , 신개념 양자 소자 구현 , 소자의 표준화까지 이어지는 기초연구에서 산업화 전단계의 통합연구를 추진해 선도적인 기초원천기술 확보로 새로운 시장을 창출하는 계기가 될 것으로 기대된다 .
막스플랑크 한국·포스텍 연구소는 지난 2011년 설립된 이후 80여 명의 연구원들이 참여해 ‘희토류 대체 첨단복합물질 기반 영구자석 원천기술 개발’, ‘한∙독 글로벌 인재양성 플랫폼 구축사업’ 등 극고속 동역학 및 첨단복합물질 연구분야에서 세계적 수준의 기초 원천기술을 확보하고 전문인력 양성에 매진하고 있다.
박재훈 MPK소장은 “세계적인 연구 플랫폼과 최첨단 글로벌 연구시설을 활용해 ‘위상양자 신소재의 양자물성 및 시공간 특성 연구’를 수행함으로써 기존 소재의 한계를 극복한 양자기술 구현에 최적화된 양자물성소재·소자를 개발하기 위해 혼신의 힘을 기울이겠다”며 “이를 통해 양자물질 및 소자, 나노공정, 나노이미징 관련 기초원천기술을 확보하는 데 집중하겠다”라고 밝혔다.
이장식 포항시장 권한대행은 “전세계적으로 기술패권 경쟁이 갈수록 치열해지는데 양자분야는 국가 10대 전략기술 중 하나로 우리나라 기술 경쟁력 강화에 획기적인 역할을 할 것이다”며, “올해부터 나노 및 소재 기술개발, 인력양성 등을 본격 지원해 미래기술 트렌드에 적극 대응할 계획이다”고 했다.
