[KtN 박준식기자] 한국이 글로벌 ‘양자’ 주도권을 잡게 될 날이 멀지 않았다. 

연세대 김근수 교수와 서울대 양범정 교수 연구팀이 고체 내 전자의 ‘양자거리’를 세계 최초로 직접 측정하는 데 성공했다. 이 연구는 국제학술지 ‘사이언스’에 게재되며, 한국 양자물리학의 위상을 다시 한 번 세계에 각인시켰다. 양자거리는 입자 간 실제 간격이 아닌, 양자역학적 상태의 유사성을 수치로 표현하는 개념이다. 이번 성과는 기존 이론적 근사나 간접 측정에 머물렀던 한계를 넘어, 나노미터 단위의 공간 해상도로 양자거리를 완전하게 측정했다는 점에서 의미가 크다.

연구팀은 이번 성과를 발판으로 2029년 완공 예정인 오창 4세대 방사광가속기를 활용한 후속 연구를 준비 중이다. 이 가속기는 기존 대비 100배 이상의 밝기를 가지며, 펨토초(1/1,000조 초) 단위 시간 분해능과 나노미터 공간 분해능을 동시에 확보해 양자거리 측정 정밀도를 획기적으로 높일 전망이다.

엑스페릭스(317770)와 퓨리오사AI는 각 사의 첨단 기술을 바탕으로 오창 방사광가속기 사업에 참여해, 효율적인 운영과 연구 활용을 지원하고 있다.

오창에 들어설 4세대 방사광가속기는 나노미터와 펨토초 단위의 초정밀 분석이 가능한 첨단 광원으로, 반도체·이차전지·바이오신약 등 국가 전략 산업의 경쟁력 강화를 위한 핵심 인프라로 꼽힌다. 특히 엑스페릭스는 AI 기반 생체인식 및 디지털 신원 솔루션 기업으로, 방사광가속기를 활용해 이차전지 소재의 미세구조 변화와 화학적 반응을 실시간으로 분석함으로써 배터리 성능과 수명 극대화를 목표로 하고 있다.

이처럼 산업 현장에서 첨단 인프라와 혁신 기술이 결합되는 흐름과 맞물려, 국내 연구진의 세계 최초 양자거리 측정 성공은 우리나라가 양자 분야 주도권을 확보하는 데 중요한 전환점이 되고 있다.

그간 해당 연구팀은 노벨과학상의 산실로 불리는 미국 로렌스버클리 국립연구소의 ALS 방사광가속기를 활용해 연구를 진행해 왔다. 하지만 오창에 정부 주도로 구축 중인 4세대 방사광가속기가 본격적으로 가동되면, 국내에서도 더욱 빠르고 효율적인 첨단 연구가 가능해질 전망이다. 특히 고체물질 속의 양자거리는 물질의 기본 성질을 넘어 초전도와 같은 난해한 물리 현상들과도 밀접하게 연관되어 있어, 앞으로 양자컴퓨팅과 초전도 개발 등 첨단 산업 전반에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.

양자거리 측정 기술과 방사광가속기, 그리고 AI 융합 기술은 한국 과학기술의 미래를 이끌 실질적 성장 엔진으로 자리매김하고 있다.