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양자나노과학 연구단

양자나노과학 연구단(Center for Quantum Nanoscience)은 2017년에 한국의 기초과학 연구를 확대하고자 하는 목적으로 설립되었다. 위치는 서울 이화여자대학교이며 기초과학연구원의 외부 연구단으로 분류된다. 표면과 계면의 원자와 분자가 지닌 양자의 특성을 연구하는 데 주력하면서, 이 영역의 양자를 감지하고 계산하는 것을 장기적인 목표로 삼고 있다.

양자나노과학 연구단 (QNS)
건립2017년 1월 1일(7년 전)(2017-01-01)
유형기초과학
위치
  • 서대문구 대현동 이화여대길 52
  • 대한민국 서울
좌표
분야양자 나노과학, 주사 터널링 현미경, 양자 기술, 나노과학
공식 언어한국어, 영어
주요 인물
안드레아스 하인리히
상급 단체이화여자대학교, 기초과학연구원
웹사이트qns.science

양자나노과학 연구단의 실험실인 이화여자대학교 연구합력관은 2018년에 착공해 2019년에 완공되었다.[1][2][3] 2022년에 양자나노과학연구단이 소재한 이화여자대학교 연구협력관이 한국건축문화대상 우수상을 수상하였다.[4][5][6] 양자나노과학연구단은 기초과학연구원에서 수행한 첫 5개년에 대한 성과평가에서 최고등급을 수여하였다.[7][8]

연구 결과

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양자 나노과학은 최근 각광받고 있는 분야인데, 양자나노과학 연구단은 설립된 지 2년도 되지 않아 몇몇 결과물을 내며 이 분야에서 주도권을 점점 더 확보해가고 있다. 예를 들어, 주사 터널링 현미경을 이용해 디지털 메모리를 산화마그네슘(MgO) 표면의 단 하나의 홀뮴 원자 단위로 줄였다.[9][10] 이 결과가 발표될 당시 상업화되고 있던 자기 메모리 장치는 같은 양의 데이터를 기록하기 위해 약 백만 개의 원자가 필요했다. 이렇게 데이터 저장을 축소하는 능력은 양자컴퓨팅의 토대가 될 잠재력 또한 내포한다. 또한 연구자들은 원자의 핵스핀과 전자의 핵스핀을 연구를 결합했고, 그 결과 에너지 분해능이 만 배나 향상된 상태로 철과 티타늄의 단일 원자의 핵스핀을 측정할 수 있었다.[9] 이 정도로 정밀하게 제어한다면 양자 컴퓨팅의 기초 단위의 후보군이 나올 수도 있다.[11] IBM 알마덴 연구소와의 협력을 통해 개별 원자의 MRI 촬영에 성공했다.[12][13]

연구 방향과 목표

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양자나노과학 연구단의 저온 전자스핀공명 주사터널링현미경(ESR-STM)은 한국에서는 최초, 국제적으로는 두번째로 성공한 단일 원자의 전자스핀공명 측정 기술이다.

양자나노과학 연구단은 깨끗한 표면과 계면의 원자와 분자의 양자 상태를 완전히 제어하겠다는 계획을 밝혔다. 이 목표가 이루어질 경우, 고감도 양자 센서와 단일 원자와 분자를 컴퓨팅의 양자비트(quantum bit)로 사용하는 것의 기초 연구로 활용될 수 있다. 또한 기체에서 고체 상태로 바뀔 때 원자와 분자의 양자적 성질이 어떻게 변하며 전도 전자와 어떤 상호작용을 하는지에 대한 이론적 틀을 세우고자 한다. 또 다른 목표는 고체 상태일 때 양자 결집 상태에서 보다 고전적인 상태로 변하는 과정을 알아내는 것이다.[14]

또한 양자나노과학 연구단은 2019년에 서울에서 양자나노과학에 관한 국제 학술회의를 최초로 주관했다.[15][16]

수상 경력

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  • 2018 미국 물리학회, Joseph F. Keithley Award for Advances in Measurement Science[17]
  • 2018 Foresight Institute Feynman Prize: For advances in manipulating atoms and small molecules on surfaces and employing them for data storage and computation[18]
  • 2018 과학기술정보통신부, 국가연구개발 우수성과 100선[19][20][21]
  • 2018 Austrian Physical Society, Max-Auwaerter Award, Fabio Donati[22][23]

같이 보기

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각주

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  1. ↑ “양자나노과학 연구단 입주할 이화여대 연구협력관 기공식 열려”. 기초과학연구원. 2018년 4월 25일. 2018년 5월 16일에 확인함. 
  2. ↑ “QNS State-of-the-Art Research Facility” (영어). Center for Quantum Nanoscience. 2019년 3월 22일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2018년 5월 16일에 확인함. 
  3. ↑ “Conference Schedule: QNS Dedication Ceremony”. 《IBS Conference on Quantum Nanoscience》 (영어). Center for Quantum Nanoscience. 2020년 2월 26일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 9월 18일에 확인함. 
  4. ↑ “Ewha Womans University’s New Research Cooperation Building Wins National Award”. 《Center for Quantum Nanoscience》 (영어). 2020년 11월 12일. 2020년 11월 19일에 확인함. 
  5. ↑ 진동영 (2020년 11월 18일). “[2020 한국건축문화대상-우수상] 이화여대 연구협력관”. 《서울경제》. 2020년 11월 19일에 확인함. 
  6. ↑ “‘국내 최고 권위’ 2020 한국건축문화대상 국회소통관·레인에비뉴 대상”. 《JoongAng Ilbo Co.》. 2020년 10월 12일. 2020년 11월 19일에 확인함. 
  7. ↑ 서한샘 (2022년 8월 2일). “이화여대 IBS 양자나노과학연구단, 첫 성과평가서 '최고 등급'”. 《뉴스1》. 2022년 8월 4일에 확인함. 
  8. ↑ 복현명 (2022년 8월 2일). “이화여대 IBS 양자나노과학연구단, 출범 5년차 성과평가에서 최고 등급 받아”. 《스마트경제》. 2022년 8월 4일에 확인함. 
  9. ↑ 가 나 Natterer, Fabian D.; Yang, Kai; Paul, William; Willke, Philip; Choi, Taeyoung; Greber, Thomas; Heinrich, Andreas J.; Lutz, Christopher P. (2017년 3월 8일). “Reading and Writing Single Atom Magnets”. 《네이처》 (영어) 543 (7644): 226–228. arXiv:1607.03977. Bibcode:2017Natur.543..226N. doi:10.1038/nature21371. 
  10. ↑ “Reading and Writing Single Atom Magnets”. 《Center For Quantum Nanoscience》 (미국 영어). 2019년 3월 22일에 확인함. 
  11. ↑ Bae, Yujeong; Yang, Kai; Lado, Jose; Ferrón, Alejandro; Choi, Taeyoung; Ardavan, Arzhang; Fernández-Rossier, Joaquín; Heinrich, Andreas; Lutz, Christopher (2018년 10월 19일). “Hyperfine interaction of individual atoms on a surface” (PDF). 《사이언스》 (영어) 362 (6412): 336–339. doi:10.1126/science.aat7047. PMID 30337408. 
  12. ↑ Willke, Philip; Yang, Kai; Bae, Yujeong; Heinrich, Andreas J.; Lutz, Christopher P. (2019년 7월 1일). “Magnetic resonance imaging of single atoms on a surface”. 《Nature Physics》 (영어) 15 (10): 1005–1010. arXiv:1807.08944. doi:10.1038/s41567-019-0573-x. 
  13. ↑ Sheikh, Knvul (2019년 7월 1일). “Scientists Took an M.R.I. Scan of an Atom”. 《The New York Times》 (영어). 2019년 7월 5일에 확인함. 
  14. ↑ “양자나노과학 연구단”. 《기초과학연구원》. 2019년 3월 11일에 확인함. 
  15. ↑ Phark, Soo-Hyon; Heinrich, Andreas. “양자나노과학연구단” [Center for Quantum Nanoscience] (PDF). 《물리학과 첨단기술》 (한국물리학회). 11쪽. doi:10.3938/PhiT.27.028. 2019년 3월 11일에 확인함. [깨진 링크(과거 내용 찾기)]
  16. ↑ 《IBS Conference on Quantum Nanoscience》. IBS Conference on Quantum Nanoscience (영어). 이화여자대학교, Seoul, South Korea. 25-27 September 2019. 2021년 1월 16일에 원본 문서에서 보존된 문서. 11 March 2019에 확인함. 
  17. ↑ “2018 Stanley Corrsin Award Recipient”. 《www.aps.org》 (영어). 2019년 3월 22일에 확인함. 
  18. ↑ “2018 Foresight Institute Feynman Prize”. 《foresight.org》 (영어). 2020년 2월 26일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 3월 22일에 확인함. 
  19. ↑ “Andreas Heinrich Awarded Prize from the Minister of Science and ICT for the Smallest Memory Storage Unit in the World” (영어). Center for Quantum Nanoscience. 2019년 1월 9일. 2019년 2월 18일에 확인함. 
  20. ↑ 김, 민아 (2018년 10월 11일). “이화여대 연구자, 국가연구개발 우수성과 100선 선정”. 《천지일보》. 2019년 2월 18일에 확인함. 
  21. ↑ “IBS 연구단, '2018 국가R&D 우수성과'에 등재”. 《기초과학연구원》. 2018년 10월 25일. 2019년 2월 18일에 확인함. [깨진 링크(과거 내용 찾기)]
  22. ↑ “Winners of the OePG Awards 2018”. 《Austrian Physical Society》 (영어). 2021년 10월 27일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 3월 11일에 확인함. 
  23. ↑ 〈68th Annual Meeting of the Austrian Physical Society〉 (PDF). 《68th Annual Meeting of the Austrian Physical Society Program and Abstracts》 (영어). Institute of Experimental Physics, Graz University of Technology. 10-13 September 2018. 145쪽. 

외부 링크

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