2022년 노벨 물리학상에 양자역학 3명 공동수상

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 4일(현지시간) 2022년 노벨 물리학상 수상자로 양자역학 분야에서 중요한 업적을 이룬 공로로 프랑스의 알랭 아스페(75), 미국 존 F. 클라우저(80), 오스트리아 안톤 차일링어(77) 등 3명을 공동수상자로 선정했다고 밝혔다.

노벨위원회는 “얽힌 양자 상태를 활용해 ‘벨 부등식 위배’를 확인하고 양자정보과학의 선구자 역할을 했다”며 “이들이 만든 연구결과는 양자 정보를 기반으로 하는 새로운 기술의 길을 열었다”고 설명했다. 이들은 지난 2010년 이스라엘 울프 재단이 수여하는 권위있는 상인 올프상(Wolf Prize)의 물리학상을 공동 수상한 바 있다.

양자 얽힘이란 원자보다 작은 두 개 이상의 입자가 거리와 무관하게 공통된 양자상태로 연결되는 현상이다.

이 현상은 알버트 아인슈타인 등을 통해 이론적으로 증명됐으나 실험을 통해서는 증명되지 못했다. 1964년 존 벨은 ‘벨의 부등식’을 통해 기존에 제안된 양자역학 이론이 성립되지 않는다는 점을 제시했다.

이번 노벨상 수상자들은 벨 부등식 위배 이론을 실험으로 구현해 양자 얽힘 현상을 증명, 양자통신·컴퓨팅의 가능성을 높였다.

존 F. 클라우저는 벨의 부등식이 위배된다는 점을 증명하며 기존 고전 양자 역학 이론이 성립함을 증명했다. 이어 아스페 교수는 1982년 클라우저 연구에서 더 나아가 레이저로 칼슘 원자를 들뜬 상태로 만들어 이 상태가 다시 바닥 상태로 떨어질 때 방출되는 얽힌 상태의 광자를 실험했다.

또 차일링거 교수는 양자 상태를 한 입자에서 멀리 떨어진 입자로 이동할 수 있는 ‘양자순간이동’ 현상을 시현해, 세계 최초로 양자통신 설험에 성공했다.

수상자에게는 상금 1천만 크로나(약 13억원)가 지급돼 균등하게 나눠받게 된다.