[뉴스웍스=문병도 기자] 함병승 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 교수는 레이저만으로도 고전적 굴절한계의 100배 이상 해상도 확보가 가능한 새로운 거시양자 양자센싱의 핵심원리를 발견해했다.  

함 교수는 기존 양자센싱에서 필수적인 양자얽힘쌍에 기초한 기존 광자 드브로이파를 전면 대체할 수 있고, 심지어 고전센서와 호환되는 새로운 개념의 결맞음 드브로이파 발생원리를 발견하여 향후 자율주행, 드론, 관성항행 분야에서 핵심기술로 활용가능한 양자센서 분야의 원천기술을 확보했다.

광자 드브로이파(PBW는 고차원 양자얽힘 광자쌍을 이용하여 고전적 굴절한계를 극복함은 물론 고전적 측정한계인 셧노이즈의 한계를 극복하는 양자센서, 양자계량의 핵심원리이다. 

현재까지 가장 높은 고차 양자얽힘 광자쌍은 기껏 18개에 불과하여 양자센싱 우월성을 충족하기 위한 100개에 턱없이 부족하여 양자센서 구현은 현실적으로 어려운 상황이다.

결맞음 드브로이파는 기존 양자센싱에 있어 양자얽힘 광자쌍을 완전히 배제하고 단순히 고전적 레이저만을 사용하여 양자센싱 우월성을 달성 할 차세대 양자 측정기술의 핵심원리를 제공함은 물론 자율주행, 드론, 지하·터널·해저에 필수장비인 라이더 및 관성항법 장치를 제공하는 차세대 원천기술로 활용될 수 있다.

함병승 교수는 “이번 연구 성과는 기존 양자센싱 분야에 있어 양자얽힘 광자쌍을 완전히 배제하고 단순히 고전적 레이저만을 사용하여 양자센싱 우월성을 달성 할 차세대 양자 측정기술의 핵심원리를 제공했다는데 가장 큰 의의가 있다”면서 “기존 미시세계에 국한된 양자물리학을 거시세계로 확장하는데 새로운 실마리를 제공할 것으로 기대된다”고 말했다.

지스트 GRI 연구개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 네이처 자매지인 사이언티픽 리포츠에 지난달 30일 온라인으로 게재됐다.