과학2026. 11. 13. 오전 8:21 UTC·1 분 소요

진동으로 기억하는 양자 메모리, ETH 취리히 개발

ETH 취리히 연구진이 칩 위의 미세한 기계적 진동에 양자 정보를 저장하고, 저장에 그치지 않고 실제 양자 연산까지 수행했습니다.

A microchip with tiny mechanical resonators used as quantum memory, shown in a physics laboratory. — 이미지: اليوم السابع

전기나 전자기 신호 대신 진동으로 정보를 기억하는 양자 메모리가 나왔습니다. 스위스 취리히연방공과대학(ETH Zurich) 연구진이 칩 안의 미세한 기계적 진동에 양자 정보를 저장하는 시제품 시스템을 개발했습니다.

연구는 Yiwen Chu 박사 팀이 이끌었고, 결과는 과학 저널 Science에 실렸습니다. 이 시스템은 양자컴퓨터의 연산 장치와 메모리를 비교적 분리한 구조입니다. 정보를 붙들어 두는 것은 '기계 공진기'라는 아주 작은 부품입니다. 공진기는 특정 패턴으로 진동하고, 그 진동에 양자 정보가 담깁니다. 연산은 초전도 큐비트 기반 처리 장치가 맡습니다.

진동 메모리는 어떻게 작동하나

프로세서가 저장된 정보가 필요하면 공진기와 상호작용해 정보를 불러오거나 수정하고, 다시 메모리에 돌려놓습니다. 기능만 보면 일반 컴퓨터에서 프로세서와 캐시 메모리가 나뉜 구조와 비슷하지만, 원리는 양자물리에 바탕을 둡니다.

연구진은 양자 푸리에 변환과 주기 찾기 알고리즘으로 시스템을 시험했습니다. 둘 다 양자 알고리즘 개발에 쓰이는 연산입니다. 실험에서는 기계식 메모리로 이런 연산이 가능하다는 점이 확인됐습니다. 단순한 저장 장치가 아니라는 뜻입니다.

상용 양자컴퓨터에 가까워졌나

아직은 아닙니다. 이번 결과는 제한된 실험실 모델이며 상용 양자컴퓨터로 이어진 단계가 아닙니다. 부품 수를 늘려도 설계가 작동하는지, 연산 정확도를 유지하는지, 잡음과 교란으로부터 양자 상태를 지킬 수 있는지는 여전히 증명해야 합니다. 이는 양자 기술 확장을 가로막아 온 문제이기도 합니다. 이 방식이 성숙하면 더 작고, 계산 중에도 정보를 더 오래 유지하는 양자컴퓨터로 이어질 가능성이 있습니다.