QuETI @ SKKU

나노공학과 김준기

QuETI @ SKKU 연구실은 이온포획 기반 양자공학 분야에서 국내외를 선도하는 연구실로, 성균관대학교 나노과학기술학과를 중심으로 첨단 양자컴퓨터 및 양자 네트워크 기술 개발에 매진하고 있습니다. 본 연구실은 이온포획 시스템을 활용한 양자컴퓨터 하드웨어 설계, 제작, 그리고 실험적 구현에 이르기까지 풀스택 연구를 수행하고 있습니다. 이온트랩 칩의 미세구조 설계와 MEMS 기반의 칩 제작, 저온 이온트랩 시스템, 다중종 이온체인 등 다양한 혁신적 하드웨어 연구를 통해 대규모 양자컴퓨터 실현을 목표로 하고 있습니다. 양자 네트워크 및 원격 얽힘 기술 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있습니다. 이온-광자 얽힘을 기반으로 한 모듈형 네트워크 아키텍처, 양자 중계기 노드, 양자 주파수 변환 시스템 등은 장거리 양자통신과 분산 양자컴퓨팅의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다. 최근에는 Hong-Ou-Mandel 간섭 실험, 원격 얽힘 생성, 그리고 다중종 이온체인 기반의 이질적 네트워크 구성 등 다양한 실험적 성과를 거두고 있습니다. 양자 오류정정 및 양자 알고리즘 개발도 연구실의 중요한 축을 이룹니다. 하드웨어 특성에 최적화된 오류정정 코드, 실시간 피드백이 가능한 신호 복호화 알고리즘, 머신러닝 기반 디코더 등은 양자컴퓨터의 신뢰성과 확장성을 높이는 데 기여하고 있습니다. 또한, 파라미터화된 양자회로, 변분 양자 고유값 추정기 등 양자기계학습 분야의 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 집적 광자소자 및 이온트랩 칩 제작 기술 역시 연구실의 핵심 역량 중 하나입니다. MEMS 기반의 다층 금속 구조, 오버행 구조, 투명 전도성 산화물 등 첨단 소재와 공정 기술을 활용하여 차세대 이온트랩 칩을 개발하고, 웨이브가이드, 그레이팅 커플러 등 나노 광자소자의 집적화를 통해 양자정보의 효율적 입출력과 대규모화에 기여하고 있습니다. 이외에도 본 연구실은 양자컴퓨터의 실용화와 산업적 응용을 위해 다양한 국내외 연구기관 및 기업과 협력하고 있으며, 다수의 특허, 논문, 국제 공동연구 프로젝트를 통해 양자공학 분야의 발전을 선도하고 있습니다. 앞으로도 QuETI @ SKKU 연구실은 양자정보과학의 미래를 이끌어갈 핵심 기술 개발에 앞장설 것입니다.