참여사업

Participating Project.

양자정보소자 인력양성 연구센터

POSTECH 센터장 : 이길호 교수

센터소개

설립 목적

양자정보기술 구현과 직접적으로 연관된 양자정보소자 분야에서 국내 연구의 수준을 높이고 차세대 우수 연구인력을 길러냄으로써 차세대 국가 기술경쟁력 확보에 기여

연구 기간

2022-07-01 ~ 2029-12-31

연구 분야

양자정보소자

연구 인력

대학 교수참여 학생전임연구원

산학협력

중점교수

산업체

기타

(연구원,연구교수)

합계
학부석사박사
1013441--463

참여기업
그래핀스퀘어 기업 소개
  • 대표적인 양자물질의 예인 그래핀을 대면적으로 제작할 수 있는 CVD 원천기술을 세계최초로 구현함
  • 경상북도와 포항시는 그래핀스퀘어의 그래핀 생산공장 구축과 글로텍의 그래핀을 이용한 차세대 제품 생산을 내용으로 하는 투자양해각서(MOU)를 체결하여 적극적 투자가 진행중
  • 화학기상증착법(CVD)을 이용해 그래핀을 대량 양산하는 유일한 기업
사업 영역
  • 롤투롤 기반 그래핀 합성
  • 다른 2차원 물질 h-BN, TMDCs등에 대한 합성 연구를 수행하였으며, 이에 필요한 합성장비를 해외 주요 대학 및 연구기관에 수출
연구목표

양자정보기술 구현과 직접적으로 연관된 양자정보소자 분야에서 국내 연구의 수준을 높이고 차세대 우수 연구인력을 길러냄으로써 차세대 국가 기술경쟁력 확보에 기여

세부 과제

  • 01
    • (광자 기반) 통합 양자광집적회로 기반 양자통신 핵심기술 개발
      • 고효율 전기구동 나노레이저 개발 기술
      • 실리콘 양자광집적회로 기술
      • 나노레이저를 통합한 양자광집적회로 개발 기술
  • 02
    • (원자 기반) 양자광원 및 양자메모리 연구를 통해 양자네트워크 핵심소자 기술 개발
      • 원자기반 좁은 선폭의 양자광원 개발
      • 원자소자 양자메모리 기반의 양자네트워크 기술 개발
      • 극저온 쌍극성 분자 기반의 큐비트 기술 개발
      • 분자 핵스핀 기반 양자메모리 기술 개발
  • 03
    • (초전도 기반) 위상양자물질 기반 양자센싱 및 위상양자컴퓨터 플랫폼 기술 개발
      • 극미 전자열용량을 이용한 초민감 열센서 개발
      • 그래핀 조셉슨 접합을 통한 마이크로파 단광자 검출 기술 개발
      • 위상초전도 양자소자의 국소 게이팅을 통한 마요라나 융합 및 편조 기술
  • 04
    • (2차원물질 기반) 양자광원소자의 정밀한 위치제어 기술 개발
      • Moire 엑시톤 기반 양자광원 기술
      • 플라즈몬 공진 엑시톤 기반 양자광원 기술
      • 점결함 양자상태 기반 양자광원 기술

연구수행 방법

■ 본 센터는 총 4개의 세부과제로 구성됨. 포항공과대학교 이길호 교수가 센터장 및 제3세부과제 책임자를 맡음. 4가지 세부과제는 양자정보소자의 중요한 방법론인 양자광, 원자, 초전도 소자 및 2차원 물질 소자 플랫폼을 각기 담당함. 특히 각 연구과제는 협력 연구소 및 기업과의 공동연구개발을 통해 기초연구부터 응용연구까지를 아우르는 양자정보소자 구현을 추구함.

 

■ 1세부과제의 최종 연구목표는 전기구동 광원이 집적된 양자통신용 실리콘 광소자 기술 개발 및 관련 분야의 창의적 연구인력을 양성하는 것임. 이를 위해서 나노 레이저 및 통합 광집적소자 개발 분야의 고려대학교 김명기 교수와 양자 광집적회로 기술 및 양자실험 분야의 포항공대 신희득 교수로 구성됨.

 

■ 2세부과제의 최종 연구목표는 원자소자를 활용해 양자 컴퓨팅 및 양자 통신의 효율성을 극대화 할 수 있는 양자 네트워크의 구성요소들을 개발하고, 관련 분야 연구인력을 육성하는 것. 이를 위해 원자-광자 상호작용 분야의 포항공과대학교 김윤호 교수와 극저온 분자기체 분야의 박지우 교수가 세부과제를 구성. 본 과제에서는 원자 앙상블을 활용한 새로운 양자 광원 및 이를 활용한 양자 중계기와 광자수 분해 측정기의 개발, 그리고 원자를 접붙여 생성한 쌍극성 분자 기반의 새로운 큐비트 및 양자 메모리의 개발을 통해 양자 네트워크 구성에 필요한 핵심적인 하드웨어를 개발하고 관련 연구를 수행할 계획. 

 

■ 3세부과제의 최종 연구목표는 양자물질 및 위상물질을 이용한 초전도 나노 소자 핵심원천기술을 개발하고 초전도 기반 양자소자 분야의 전문 연구인력을 양성하는 것. 이를 위해 초전도 양자소자 실험 분야의 이길호 교수와 도용주 교수, 그리고 참여기업으로 그래핀스퀘어를 포함하여 구성됨. 


■ 4세부과제에서는 최종 연구목표는 2차원소자를 광원의 위치와 특성을 정밀하게 제어된 양자광원과 이를 활용한 양자기술 플랫폼을 개발하고, 관련 분야 연구인력을 양성하는 것. 이를 위해서 2차원소자 분야의 포항공과대학교 김종환 교수와 박경덕 교수, 서울대학교 이지은 교수가 포함되어 구성됨. 본 과제에서는 2차원소자에서 양자광원 플랫폼이 될 수 있는 Moire 엑시톤, 플라즈몬 공진 엑시톤, 점결함의 세 종류 양자상태에 대하여 종합적인 연구를 수행할 계획임. 엑시톤 관련해서 포항공과대학교 김종환 교수와 박경덕 교수가 협력할 계획임. Moire 엑시톤, 점결함의 메개가 되는 h-BN 연구를 포항공과대학교 김종환 교수와 서울대학교 이지은 교수가 공동연구를 진행할 계획임.

기대 효과

  • 01
      • 양자기술을 활용한 새로운 응용산업 창출 및 양자물리학, 응용수학, 정보통신 기술 등이 접목된 미래 핵심기술 개발로 국가 과학기술 역량 강화
  • 02
      • 고전적 측정한계를 뛰어넘는 새로운 양자센싱 소자 개발 및 얽힌 광원을 활용한 초정밀 이미징 소자 개발을 통해 기초과학, 의료, 생화학, 양자화학, 소재 등 다양한 분야의 새로운 돌파구 제시
  • 03
      • 양자통신 및 양자컴퓨팅, 양자센싱/이미징 소자 관련 분야의 양자과학기술 인재를 양성 및 초정밀 시대의 핵심기술을 선점을 통한 세계 시장에서의 국가경쟁력 제고