우리 실험실에서는 이온트랩 기반 양자컴퓨터의 소형화에 필요한 기술과 카이랄 광전자소자에 대한 연구를 수행하고 있습니다.

(1) 이온트랩 양자컴퓨터
이온트랩 양자컴퓨터는 원자이온 하나하나를 전자기장으로 포획하여 큐비트로 사용하는 방식으로, 기초 물리학 연구의 오랜 노력 끝에 상용화를 목표로 한 스타트업들이 생겨나기까지 발전했습니다. 하지만 실제로 작고 안정적인 시스템을 만들어 이를 대량생산 하려면 여전히 어려운 문제가 많습니다. 예를 들어, 많은 수의 이온을 포획하기 위한 트랩 디자인 및 공정 기술, 여러 개의 레이저와 광학계를 하나의 칩 안에 집적하는 기술, 이온의 위치와 양자역학적 상태를 정밀하게 제어하고 측정할 수 있는 고해상도 광학 시스템 등이 필요합니다. 우리 실험실에서는 나노광학과 나노공정기술을 활용해 이러한 소형화와 집적화를 실현하기 위한 연구를 진행하고 있습니다.

(2) 카이랄 광전자소자
카이랄 광전자소자는 좌/우 회전 방향을 가진 원편광(circularly polarized light)을 선택적으로 방출하거나 감지할 수 있는 광방출 소자 또는 광검출 소자를 말합니다. 이러한 소자는 스핀-광학적 상호작용을 기반으로 양자정보 처리, 광학적 스핀 제어, 초고속 통신, 고효율 디스플레이 등 다양한 응용에 필수적입니다. 이를 구현하기 위해 단분자, 고분자, 페로브스카이트와 같은 다양한 재료를 사용해 카이랄 광전자적 특성을 갖는 소자를 제작하고 있으며, 나노광학, 전자공학, 물리학, 재료공학 분야의 전문성을 결합하여 연구를 진행하고 있습니다.

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