양자 나노과학이란?
“양자-코히어런트 나노과학”의 정의
양자 나노과학은 현대 고체물리학의 대부분과 화학의 많은 부분을 포함하는 광범위한 학문 분야입니다. 이는 주로 양자 물리학에 기반한 모든 물질 특성을 포함하는 “양자”의 폭넓은 정의와 관련이 있습니다. 마찬가지로 나노과학은 구조적 특징이 100nm 이하인 물질을 다룹니다. 이에 비해 양자-코히어런트 나노과학은 고체 및 분자 물질에서 양자-코히어런트 효과에 초점을 맞춘 특화된 하위 분야로, 우리 전문가 패널에 의해 정의되었습니다.
양자-코히어런트 나노과학은 약 30년 전, 고체 내 개별 결함의 코히어런트 제어로 시작되었습니다. 이후 반도체에서 리소그래피로 정의된 양자점으로 그 영역이 확장되었습니다. 빛-물질 상호작용의 범위는 레이저 크리스탈 내 희토류 도펀트와 같은 고체 내 개별 결함으로 확장되었습니다. 얽힘 시연 및 단일 측정과 같은 대표적인 양자-코히어런트 현상들이 이러한 나노스케일 시스템에서 실현되었습니다.
양자-코히어런트 나노과학의 핵심은 양자 코히어런스와 나노과학의 시너지 효과로 가능해진 새로운 기능성에 있습니다. 우리 전문가 패널은 다음의 주요 기능성을 확인했습니다:
Quantum Computation
Quantum
Sensing
Quantum Communication
Exploration of the Quantum World
QNS는 표면 위 양자 스핀 연구의 세계적 선두주자로, 표면 위 스핀의 양자-코히어런트 제어를 실현하기 위한 노력을 주도해왔습니다. 이 분야에서의 최초 양자-코히어런트 효과는 2015년 Heinrich 소장이 QNS 설립 이전에 시연했지만, 이후 이 연구 분야는 QNS의 연구와 국제적 리더십 덕분에 크게 발전했습니다.
현재까지 전 세계적으로 12개 연구 그룹이 ESR-STM 측정을 수행했으며, 추가로 18개의 실험실이 ESR-STM 시스템을 준비 중인 것으로 파악됩니다. ESR-STM과 같은 기술적으로 까다로운 기법에 대해 이 정도의 전 세계적 관심은 놀라운 성과이며, 이 분야의 밝은 가능성을 보여줍니다.