2022년 노벨물리학상에 양자역학 과학자 3명

[파이낸셜뉴스] 올해의 노벨물리학상은 양자컴퓨터가 세상에 나올 수 있도록 이론을 검증해 낸 물리학자 3명에게 돌아갔다.

스웨덴 카롤린스카 연구소 노벨위원회는 4일(현지시간) 2022년 노벨물리학상 수상자로 프랑스 파리 사클레대 알랭 애스펙트 교수와 미국 존 클로저 협회 창립자인 존 F 클라우저, 오스트리아 빈대 안톤 자일링거 교수를 선정했다고 발표했다.

노벨위원회는 이들을 선정한 이유와 관련해 "이들은 얽힌 양자 상태를 사용해 두 개의 입자가 각각 분리돼 있어도 단일 단위처럼 행동하는 획기적인 실험을 진행해 양자 정보를 기반으로 하는 새로운 기술의 길을 열었다"고 말했다.

양자 이론이 양자 기술로 넘어오면서 양자컴퓨터와 양자암호통신이 세상에 나오게 됐다. 또한 양자기술이 정보통신기술과 결합하면서 기존의 기술을 뛰어넘었다.

미국과 중국에서 군사용으로 개발한 양자레이더는 기존의 스텔스 기능을 무력화할 수 있으며, 양자암호통신은 그 어떤 해킹도 막을 수 있다.

이들 3명은 그동안 강력한 노벨물리학상 수상 후보자로 회자돼 왔다. 성균관대 정연욱 나노공학과 교수는 "받을 만한 사람이 받았다는 것에 이견이 없다"며 "양자 역학의 얽힘 현상이 세상에 존재하는 것인지를 증명한 연구자들"이라고 말했다.

클라우저는 벨의 부등식이 위배된다는 점을 증명하며 기존 고전 양자역학 이론이 성립함을 증명했다. 또 애스펙트 교수는 1982년 이런 허점을 채우는 연구를 진행했다. 자일링거 교수는 양자 순간이동 현상을 시연해 세계 최초로 양자통신 실험에 성공했다.

양자 기술의 핵심 원리는 '양자 얽힘' 현상이다. 동전이 두개를 던져 앞면과 뒷면이 나오는 경우의 수를 따지면 4가지다. 하지만 양자역학에서는 동전 두개가 서로 얽혀있으면서 먼저 던지는 동전이 앞면이 나오면 뒤에 던지는 동전도 앞면이 나오게 할 수 있다. 이를 통해 서로의 거리가 아무리 멀리 떨어져 있다해도 반대편에 있는 동전도 알 수 있다.

고려대 물리학과 조동현 교수는 "양자 얽힘 현상은 양자컴퓨터의 근간이 되는 현상으로 양자 역학에서만 나오는 특별한 물질의 상태"라고 설명했다.

한편, 올해 노벨물리학상 수상자 3명은 1000만 스웨덴 크로나(약 13억여원)의 상금을 나눠 갖는다. 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 열리며, 올해에는 신종 코로나19로 시상식이 비대면 개최되거나 축소됐던 2020년과 2021년 수상자까지 참석해 진행한다.

노벨물리학상은 1901년부터 2022년까지 116번, 총 221명이 수상했다.

미국 물리학자인 존 바딘 박사가 1956년 반도체 연구와 트랜지스터 개발에 기여한 공로로, 1957년 초전도이론을 완성한 공로로 지금껏 유일하게 두차례 수상했다.

역대 노벨물리학상 수상자 중 최고령자는 2018년에 수상한 아서 애쉬킨 미국 코넬대학교 물리학 교수로 당시 96세였다.

최연소자는 1915년에 수상한 오스트레일리아 태생의 영국 물리학자인 윌리엄 로렌스 브래그로 당시 25세였다.

[e-mail] 김만기 기자