국내 연구진이 4진법 연산이 가능한 전자소자를 제안했다. 인공지능 컴퓨터에 소자로 적용해 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 과학학술지 '네이처 피직스'(Nature Physics) 7일자 온라인 판에 실렸다.

기초과학연구원(IBS) 원자제어저차원전자계연구단 염한웅 단장과 포스텍 김태환 교수 공동 연구팀은 초미세 인듐 원자선 안에서 전자처럼 움직이는 세 종류의 ‘카이럴 솔리톤’이 서로 연산할 수 있다는 사실을 처음으로 발견했다고 밝혔다. 솔리톤은 전자를 1개씩 안정적으로 전달하는 공간을 말한다.

연구진은 2015년 선행 연구를 통해 1나노미터(㎚, 10억분의 1) 폭의 인듐 원자선에서 서로 다른 세 종류의 솔리톤을 발견하고, 이를 ‘카이럴 솔리톤’이라 이름 붙인 바 있다.

원자선 내 세 종류의 솔리톤 안에는 각각 1개의 전자만을 가두고 있어, 방향성만 바꿔주면 전자를 1개씩 이동할 수 있다.

기존 도선 안에서 움직이는 전자는 한 번에 수십∼수백개씩 움직이기 때문에 전력 소모가 크고 효율이 낮았지만, 인듐 원자선을 이용해 하나의 전자로 정보를 처리하는 것이 가능하다.

연구팀은 이번 연구를 통해 세 종류의 카이럴 솔리톤이 서로 전환할 수 있다는 사실 즉, 연산할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 세 종류의 솔리톤이 존재하는 상태와 존재하지 않는 상태인 ‘0’을 조합하면 4진수 연산이 가능하다.

'0'과 '1'의 두 상태를 나타내는 기존의 2진법 연산 전자소자에 비해 4진법 연산이 가능한 전자소자는 훨씬 방대한 양의 정보를 저장할 수 있고, 정보처리도 동시에 가능하다.

연구팀 관계자는 "다중정보처리는 물론 정보저장과 연산을 동시에 해야 하는 인공지능 컴퓨터 소자에 적용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.