차세대 양자 통신, 양자 정보 처리 등을 위한 기반 기술에 사용될 수 있는 나노 광소자가 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST) 전기전자공학과 이종원 교수팀은 주파수가 2배로 변조된 빛의 위상과 세기를 완벽히 독립적으로 제어할 수 있는 전기 구동형 나노 광소자를 개발했다고 25일 밝혔다.

이 광소자는 비선형 광학 변조 소자의 일종이다. 비선형 광학은 빛이 특수 매질(매개물)을 통과할 때 입력 세기에 따라 주파수 등이 변하는 현상이다.

양자 기술에서 양자 얽힘 광원은 이러한 비선형 변환 과정을 거쳐야 만들 수 있다.

광소자 크기는 손톱 넓이의 1만분의 1로, 부피가 큰 기존 매질을 대체해 더 작고 가벼운 장치를 만들 수 있다.

또 기존 광소자들은 수동으로만 작동돼 실제 기기에 사용하기 어려웠는데, 이번에 개발된 광소자는 전압을 가해 작동시킬 수 있다고 이 교수팀은 설명했다.

위상과 세기를 독립적으로 제어할 수 있어 두 정보를 조합해 더 많은 정보를 만드는 것도 가능하다도 덧붙였다.

이 교수는 "기존 비선형 광학 장치의 물리적 한계를 뛰어넘어 전기적 제어만으로 빠르고 정밀한 광파면 조절이 가능하다"며 "양자 얽힘 광원이나 양자 간섭 제어 등 능동형 양자 광학 시스템의 기반 기술로 확장할 수 있을 것"이라고 말했다.

이같은 연구 결과는 지난달 25일 발간된 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에 실렸다.