양자 현상 규명 , 양자 컴퓨터 구현 의 단초 마련 - 월간 인물 
 양자 현상 규명 , 양자 컴퓨터 구현 의 단초 마련 
 승인 2018 . 07 . 03 11 : 40 
 양자 역학 에서 나타나 는 독특 한 현상 인 얽힘 이나 중첩 등 의 원리 를 연산 및 자료 처리 에 응용 하 는 양자 컴퓨터 는 21 세기 정보 처리 연구 분야 의 핵심 이 라 할 수 있 다 . 고전 컴퓨터 발달 의 한계 가 점쳐 지 는 가운데 이것 은 ‘ 미래형 첨단 컴퓨터 ’ 로 주목 받 고 있 다 . 최정렬 교수 는 양자 컴퓨터 구현 에 뒤따르 는 여러 문제 에 대한 해법 을 연구 하 며 그 이론 적 기반 을 다져 가 고 있 다 . 
 대구 보건 대학교 방사선 과 최정렬 교수 
 양자 컴퓨터 구현 위한 이론 적 토대 제시 
 양자 컴퓨터 는 입자 의 양자 적 특성 을 활용 해 자료 를 나타내 고 구조 화 한다 . 여기 에 양자 적 메커니즘 의 적용 으로 해당 자료 에 대한 연산 이 가능 하 게 된다 . 전문가 들 은 양자 컴퓨터 가 수학 적 문제 를 풀 거나 자료 를 처리 하 는 속도 가 사안 에 따라 어느 정도 다르 긴 하 겠 지만 기존 슈퍼컴퓨터 에 비해 약 1 억 배 정도 빠를 것 으로 예측 하 고 있 다 . 여러 개 의 양자 비트 로 구성 된 양자 컴퓨터 가 상용 화 되 면 고전 역학 의 원리 에 기반 한 기존 의 컴퓨터 로 는 다룰 수 없 는 복잡 한 암호 문제 등 을 쉽 게 풀 수 있 다 . 
 이러 한 우수 성 에 도 불구 하 고 양자 컴퓨팅 기술 은 아직 초보 단계 에 머무르 는 수준 이 다 . 양자 컴퓨터 에서 사용 되 는 정보 체계 인 양자 비트 는 외부 환경 이나 잡음 에 취약 해 그 수 가 많 아 지 면 양자 계산 중 양자 비트 정보 가 쉽 게 붕괴 되 는 현상 이 발생 하 는데 , 이 를 극복 하 기 위한 기술 적 어려움 이 있 기 때문 이 다 . 그래서 아직 은 작 은 수 의 양자 비트 만 을 이용 하 여 양자 수치 계산 수행 관련 실험 들 이 이어지 고 있 다 . 대구 보건 대학교 방사선 과 최정렬 교수 는 양자 컴퓨터 가 고전 컴퓨터 보다 경쟁 우위 에 서기 위해서 는 다수 의 양자 비트 를 자유 롭 게 제어 할 수 있 어야 한다고 설명 했 다 . 
 최 교수 는 지난 2013 년 부터 ‘ 양자 현상 및 양자 위상 의 양자 컴퓨팅 에 대한 응용 연구 ’ 를 주제 로 한 이 공학 연구 를 수행 하 며 양자 컴퓨터 구현 에 다가서 는 모습 이 다 . 다양 한 양자 현상 과 양자 효과 , 양자 위상 에 대한 연구 결과 를 응용 해 양자 컴퓨터 가 양자 계산 을 효과 적 으로 수행 하 도록 하 는 것 이 다 . 최 교수 는 양자 비트 가 나타내 는 중첩 된 정보 가 외부 환경 의 영향 으로부터 붕괴 되 지 않 도록 양자 계산 을 원활 하 게 수행 할 수 있 는 이론 적 기반 을 제공 하 고자 한다고 설명 했 다 . 
 “ 이번 연구 에서 는 전자 나 정공 의 양자 효과 를 고려 해 나노 소자 및 나노 전자회로 의 명확 한 양자 동역학 적 특성 을 규명 하 고자 합니다 . 양자 현상 을 규명 하 고 이 를 양자 컴퓨팅 에 응용 하 는 연구 를 통해 양자 컴퓨터 상용 화 를 앞당기 는 데 보탬 이 되 고자 합니다 . ” 
 전문가 들 은 양자 컴퓨터 의 상용 화 는 금융 산업 부터 암호 체계 분야 , 인공지능 , 전자 상거래 , 의료 , 안보 , 국방 등 여러 분야 에 커다란 영향 을 미칠 것 이 라 입 을 모아 말 하 고 있 다 . 특히 영상 산업 의 첨단 기술 이 라 할 수 있 는 데이터 압축 이나 컴퓨터 그래픽 이론 의 처리 속도 및 효율 을 향상 시키 는 데 도 양자 컴퓨터 가 큰 역할 을 수행 할 수 있 다 . 양자 컴퓨팅 과 관련 한 제반 양자 현상 및 양자 위상 에 대한 최 교수 의 연구 는 양자 컴퓨터 관련 기술 발전 에 크 게 기여 할 수 있 을 것 이 라 기대 된다 . 
 ‘ 우주 팽창 의 근원 ’ 암흑 에너지 연구 
 최정렬 교수 는 암흑 에너지 에 대한 연구 에 도 심혈 을 기울이 고 있 었 다 . 암흑 에너지 는 우주 의 73 % 를 차지 하 고 있 으며 , 우주 를 팽창 하 게 하 는 근원 이 다 . 다시 말 해 암흑 에너지 가 우리 우주 의 미래 를 결정짓 기 때문 에 우주 론 연구 에 있 어 암흑 에너지 에 대한 고찰 은 매우 중요 한 요소 라 할 수 있 다 . 
 “ 우주 의 에너지 는 물질 에너지 와 암흑 에너지 로 구성 되 어 있 습니다 . 암흑 에너지 는 우주 에 거의 균일 하 게 퍼져 있 으며 , 물질 에너지 보다 더 많이 존재 하 죠 . 공간 에서 물질 과 복사 에너지 가 모두 사라지 더라도 남 아 있 는 여분 의 에너지 가 바로 암흑 에너지 입니다 . ” 
 현대 우주 론 에서 아인슈타인 이 제시 한 ‘ 우주 상수 ’ 는 암흑 에너지 의 가장 유력 한 후보 로 여겨져 왔 다 . 하지만 현재 의 우주 상태 에 대한 이론 적 설명 과 관측 결과 가 상이 하 게 나타나 며 여러 후보 가 제시 되 기 도 했 다 . 이러 한 가운데 최근 첨단 기술 을 활용 한 광범위 한 관측 을 통해 암흑 에너지 의 속성 이 우주 상수 라는 사실 이 입증 되 었 다 . 우주 상수 가 바로 암흑 에너지 라는 논리 가 우주 론 에서 확고 한 지위 를 얻 은 것 이 다 . 최 교수 는 경우 에 따라 진공 에너지 라 불리 는 우주 상수 는 우주 의 탄생 초기 우주 를 급팽창 시킨 요인 이 라 설명 했 다 . 
 “ 현재 초기 우주 가 엄청난 양 의 진공 에너지 에 의해 갑자기 기하급수 적 으로 팽창 하 는 시기 를 겪 었 다는 ‘ 급팽창 우주 론 ’ 이 정설 로 받아들여 지 고 있 습니다 . 이러 한 패러다임 은 우주 의 편평도 문제 , 자기 단극 자 문제 , 지평선 문제 등 표준 우주 론 과 관련 한 여러 문제 를 해결 하 기 위한 단서 를 제공 해줍니다 . ” 
 그럼에도 불구 하 고 급팽창 우주 론 의 패러다임 에 근거 한 현대 우주 론 은 중대 한 문제 에 봉착 해 있 다 . 우주 상수 를 활용 해 현재 의 우주 관측 상태 를 정확 하 게 설명 하 는 데 따르 는 난점 때문 이 다 . 진공 에너지 밀도 와 관련 된 불 일치 문제 를 현재 우주 론 자 들 은 우주 상수 문제 ( cosmological constant problem ) 라고 칭한다 . 최 교수 는 관측 된 진공 에너지 의 밀도 값 이 이론 적 으로 예측 된 값 보다 120 자리 나 적 다고 부연 설명 했 다 . 또한 현재 우주 의 암흑 에너지 밀도 가 왜 물질 에너지 밀도 와 비슷 한 값 으로 주어지 느냐 하 는 문제 역시 여전히 난제 로 남 아 있 다 . 지난 1997 년 부터 우주 상수 문제 와 암흑 에너지 에 관해 연구 해 온 최 교수 는 세계 의 여러 석학 들 과 함께 암흑 에 너 지 이 본질 에 대한 다양 한 연구 결과 와 생각 들 을 엮 은 ‘ Dark Energy - Current Advances and Ideas ( 2009 년 ) ’ 이 라는 책 을 출간 하 기 도 했 다 . 국제 표준 도서 번호 ( ISBN ) 가 부여 된 도서 중 에서 암흑 에너지 에 대해서 만 집중 적 으로 다룬 세계 최초 의 저서 이 기에 그 의미 가 크 다 . 최 교수 는 암흑 에너지 에 관한 여러 편 의 논문 을 발표 하 기 도 했 다 . 
 “ 우주 가 어떻게 진화 하 며 무엇 으로 구성 되 어 있 는지 , 그 구성체 의 속성 은 무엇 인지 등 에 관심 을 갖 고 있 습니다 . 이 에 대한 연구 를 지속 하 며 우리 가 살 고 있 는 우주 의 근원 과 물리 적 상태 에 대해 깊이 있 게 이해 하 고자 합니다 . ” 
 한편 최 교수 는 영국 의 Nature Publishing Group 에서 발행 하 는 저널 Scientific Reports 의 편집 위원 으로 활동 하 고 있 다 . 그 는 저널 에 투고 되 는 논문 들 에 대한 편집 과 심사 를 공정히 수행 하 며 우수 한 논문 을 소개 하 는 데 최선 을 다 하 겠 다고 다짐 했 다 . 
 난제 의 해답 찾 기 위한 연구 이 어 갈 것 
 지난 2013 년 시작 된 ' 양자 현상 및 양자 위상 의 양자 컴퓨팅 에 대한 응용 연구 ' 는 오 는 2019 년 까지 진행 될 예정 이 다 . 최정렬 교수 는 이 에 대한 연구 를 완료 하 는 한편 암흑 에너지 에 대한 연구 를 지속 할 것 이 라 전했 다 . 특히 암흑 에너지 연구 와 관련 한 다양 한 아이디어 를 꾸준히 정리 해 논문 으로 발표 할 계획 이 다 . 
 “ 물리학 중 에서 도 양자 컴퓨터 의 기본 원리 가 되 는 양자 현상 에 관해 보다 깊이 있 게 연구 하 고자 합니다 . 이 와 함께 암흑 에너지 의 우주 상수 문제 를 지속 적 으로 연구 하 며 우주 가 왜 현재 와 같 은 모습 을 갖추 었 는지 에 대한 메커니즘 을 이해 하 는 데 기여 하 고 싶 습니다 . ” 
 최 교수 는 양자 컴퓨팅 에 관한 연구 로 다가오 는 미래 를 준비 하 는 한편 우주 의 근원 에 대한 답 을 좇 고 있 었 다 . 이러 한 그 의 연구 가 이 와 같 은 난제 에 대한 해답 을 제시 하 며 현대 과학 의 진일보 를 앞당기 길 기대 해본다 .