경희대학교 물리학과 손석균 교수 연구팀이 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 ‘한계도전 R&D 프로젝트’에 선정됐다. 손 교수 연구팀은 ‘양자 통신용 단일 광자를 상온에서 생성하는 기술’ 주제의 ‘상온 동작 확정적 단일 광자 발생기: 표면탄성파 기반 전자-광자 변환 기술 연구’로 선정됐다. 과제 선정으로 연구팀은 총 4년간 약 20억 원을 지원받는다.
양자 통신은 정보 탈취를 원천적으로 차단할 수 있는 기술이다. 국방, 금융, 의료 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다. 하지만 현재 사용되는 단일 광자 발생기는 효율성과 안정성이 낮아 극저온에서만 동작할 수 있다. 양자 통신 기술의 상용화를 어렵게 만드는 주요 요인 중 하나다.
손 교수는 “한계도전 R&D 프로젝트는 변화하는 환경 속에서 과감한 도전을 통해 변혁적 기술 개발을 수행할 수 있도록 지원하는 사업이다. 우리 연구팀은 혁신적 방법론으로 상온에서 안정적으로 동작하는 ‘고성능 단일 광자 발생기(Single Photon Emitter, SPE)’ 개발에 도전한다”라고 설명했다.
손 교수 연구팀이 개발할 SPE의 기술적 핵심 목표는 △상온 동작 확정적 단일 광자 발생의 메커니즘 구축 △단일 광자 발생 소자 제작과 성능 확보 △상온 동작 메커니즘 확보 등인데, 이를 단계별로 추진한다. 연구팀은 국내 통신 대기업과의 협력을 통해 환경 내 소자 호환성 문제를 해결하고, 실제 통신 환경에서 SPE 시제품의 성능을 측정할 계획이다. 손 교수는 “연구 결과의 실질적 적용 가능성을 높이는 중요한 단계다”라고 강조했다.
연구팀의 목표는 단순한 과학적 성과를 넘어, 양자 통신 기술이 실제 산업과 일상에 적용되는 것이다. 손 교수는 “이번 연구가 양자 통신 기술의 상용화를 앞당기는 중요한 계기가 될 것”이라며 “성공적 연구 결과가 도출되면 전 세계적으로 파급효과 클 것”이라며 기대감을 밝혔다. 이어 “과학기술정보통신부가 2024년에 새롭게 시작한 프로젝트에 ‘양자’를 주제로 경희대 물리학과가 선정된 점에 큰 자부심과 책임감을 느낀다. 도전적 연구에 참여해 기쁘고, 연구팀의 모든 구성원이 목표를 달성하기 위해 최선을 다하겠다”라고 전했다.
한계도전 R&D 프로젝트는 정부가 중점 추진하는 혁신·도전형 R&D의 대표 사업이다. △도전적 연구임무 설정 △연구 참여자와 직접 소통하는 개방형 기획 △책임 PM의 독립적 의사결정 지원하는 사업 체계 △선정평가 결과를 연구자에 직접 설명하는 개방형 소통 등이 특징이다. 소재, 기후·에너지, 바이오 헬스 분야에서 총 12개 연구를 선정했다. 손 교수는 소재 분야 ‘양자’ 과제 책임연구자로 향후 관련 분야 과제 수행을 주도한다. 지난 7월 18일(목) 개최됐던 과제의 킥 오프 행사에서는 소재 분야가 직면한 과학기술적 한계와 극복을 위한 연구의 필요성, 기대효과 등을 발표했다.
뉴스티앤티 성영희 기자 heesy0508@naver.com
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