미국 연구진이 소리(음파)를 이용해 실제 원자의 움직임을 모방하는 초소형 장치를 개발했다. 양자 인공지능(AI), 차세대 통신 등 미래 기술에 필요한 장비의 소형화와 효율화를 앞당길 수 있는 길이 열렸다는 평가가 나온다.

미국 버지니아 공대 연구팀은 전기 신호로 미세한 음파를 제어해 원자의 행동을 따라 하는 칩 형태의 장치 '음향 원자'(acoustic atom)를 개발했다고 3일(현지시간) 국제학술지 '피지컬 리뷰 레터스'에 발표했다.

연구를 이끈 린보 샤오 버지니아 공대 전기컴퓨터공학과 조교수는 "자연 상태의 원자가 전자가 이동할 수 있는 고유한 에너지 준위를 갖는 것처럼, 우리 음향 원자는 음파를 위한 뚜렷한 에너지 준위를 가진 장치"라고 설명했다. 이어 "전기장을 이용해 이 에너지 준위 사이를 전환시켜 실제 원자를 모방할 수 있다"고 밝혔다.

연구팀에 따르면 음파는 전자기파와 달리 매우 작은 공간에 가둘 수 있고 정보나 에너지를 훨씬 더 오래 보존할 수 있다. 이는 양자 시스템이 마주한 확장성, 신호 간섭, 정보의 짧은 수명 등 여러 난제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있다.

이 기술은 향후 양자 컴퓨터 하드웨어의 인터페이스, 초소형 마이크로파 통신 부품, 고감도 센서 기술, 아날로그 컴퓨팅 시스템 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

샤오 교수는 "궁극적으로 이 플랫폼이 칩 위에서 직접 신호를 처리하고 아날로그 음향 컴퓨팅을 수행하는 새롭고 매우 집약적인 방법을 제공하기를 희망한다"고 말했다.