노벨 물리학상에 양자정보 선구자 아스페·클라우저·차일링거(종합2보)

'양자역학적 얽힘' 실험 통해 '벨 부등식 위배' 확인…3인 공동수상

"이들의 실험 도구 개발이 양자기술 새 시대의 기반 놓았다"

2022년 노벨 물리학상 공동수상자 3인 (서울=연합뉴스) 2022년 노벨 물리학상 공동수상자 3인인 알랭 아스페, 존 F. 클라우저, 안톤 차일링거(왼쪽부터)의 그림. 2022.10.04. [노벨위원회 홈페이지]

(서울=연합뉴스) 임화섭 전명훈 기자 = 올해 노벨 물리학상 수상자로 양자정보과학(quantum information science)의 초석을 놓은 프랑스의 알랭 아스페(75), 미국의 존 F. 클라우저(80), 오스트리아의 안톤 차일링거(77) 등 3명이 선정됐다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 4일(현지시간) 기자회견에서 이들 3명에게 노벨 물리학상을 수여하기로 했다고 발표했다.

노벨 물리학상 수상자 발표하는 노벨 위원회 (스톡홀름 AP=연합뉴스) 스웨덴 왕립과학원 노벨상위원회가 4일(현지시간) 스웨덴 스톡홀름에서 화면을 띄워놓고 2022년 노벨 물리학상 수상자를 발표하고 있다. 올해 수상자는 양자역학 분야 연구자인 알랭 아스페, 존 F. 클라우저, 안톤 차일링거(왼쪽부터). 2022.10.04 ddy04002@yna.co.kr

노벨위원회는 이들의 수상 이유를 "얽힘이 있는 광자(entangled photons)의 실험을 통해 '벨 부등식 위배'를 확인하고 양자정보과학의 선구자 역할을 했다"고 설명했다.

이들은 양자역학에서 '벨 부등식 위배'(Bell inequality violation)라고 불리는 중요한 결과를 실험적으로 밝혀낸 업적을 인정받아 오래 전부터 유력한 노벨상 수상 후보로 꼽혀 왔다. 이에 앞서 2010년에 이 세 사람은 이스라엘의 울프 재단이 수여하는 권위있는 상인 울프상(Wolf Prize)의 물리학상을 공동 수상한 바 있다.

노벨위원회는 홈페이지에 실은 수상 업적 해설에서 "'양자역학 기초론'은 단순히 이론적 혹은 철학적 이슈로 그치지 않는다"며 '양자 얽힘 상태'에 관한 이들의 획기적 실험들로부터 양자 컴퓨터, 양자 통신망, 양자암호화 보안통신 등 커다란 연구 분야가 생겨났다고 설명했다.

이들은 1960년대에 북아일랜드 출신의 물리학자 존 스튜어트 벨(1928∼1990)이 이론적으로 지적했던 '양자역학의 벨 부등식(Bell inequality) 위배'를 실험적으로 증명했으며, 이들이 이 과정에서 실험적 도구를 개발한 것이 양자 얽힘 상태를 다루는 첨단 기술의 발달로 이어졌다.

노벨 물리학상 수상자로 선정된 '양자정보과학' 존 F. 클라우저 (월넛크릭 AP=연합뉴스) 미국 출신 양자역학 분야 연구자 존 F. 클라우저가 3일(현지시간) 2022 노벨물리학상 수상자로 선정됐다. 스웨덴 왕립과학원 노벨 위원회는 클라우저를 비롯한 프랑스의 알랭 아스페, 오스트리아의 안톤 차일링거 등 3명을 노벨 물리학상 수상자로 발표했다. 사진은 4일 미국 캘리포니아주 월넛크릭의 자택에서 전화로 인터뷰하고 있는 클라우저의 모습. [자료사진] 2022.10.04 ddy04002@yna.co.kr

이번 노벨 물리학상 공동 수상자 중 존 클라우저는 스튜어트 제이 프리드먼(1944∼2012), 마이클 혼(1943∼2019) 등과 함께 1970년대에 일련의 실험을 고안하고 실행해 벨 부등식 위배를 최초로 실험적으로 입증했다.

이는 "확률론적인 양자역학은 근본적 자연이론이 아니며, 뭔가 숨겨진 결정론적 변수가 있을 것"이라는 일부 철학자들의 '철학적 해석'이 그릇되었음을 실험으로 입증한 역사적 업적으로 평가된다. 클라우저는 1960년대 말부터 1990년대 후반까지 미국 캘리포니아의 로런스 버클리 국립연구소, 로런스 리버모어 국립연구소, 버클리 캘리포니아대(UC) 등에 재직하며 연구활동을 했다.

공동 수상자 중 아스페는 클라우저의 최초 실험 후에도 허점이 일부 남아 있음을 지적하고 1980년대에 이를 보완하는 실험을 고안해 완성도를 높였다. 그는 파리-사클레 대학과 에콜 폴리테크니크에 교수로 재직 중이다.

2022 노벨물리학상 수상자로 선정된 프랑스 출신 알랭 아스페 (베른 EPA=연합뉴스) 프랑스 출신 양자역학 분야 연구자 알랭 아스페가 3일(현지시간) 2022 노벨물리학상 수상자로 선정됐다. 노벨 왕립과학원 노벨 위원회는 아스페를 비롯한 미국의 존 F. 클라우저, 오스트리아의 안톤 차일링거 등 3명을 역대 116번째 노벨 물리학상 수상자로 발표했다. 사진은 2013년 11월 15일 스위스 베른 의회에서 열린 발찬상 시상식에서 발언하는 아스페의 모습. [자료사진] 2022.10.04 ddy04002@yna.co.kr

노벨위원회 위원인 에바 올손 스웨덴 찰머스공대 교수는 양자정보과학에 대해 "보안성이 보장되는 정보 전달, 양자 컴퓨팅, 센싱 기술 등 분야에서 폭넓은 잠재력을 지녔다"고 설명했다.

올손 위원은 "(양자정보과학의) 기원은 양자역학의 기원에까지 추적이 가능하다"며 "(양자정보과학의) 예측은 새로운 세계로 문을 열어줬으며, 우리가 측정을 어떻게 해석할 것인가에 대해 가장 근본이 되는 기초를 뒤흔들어 놓았다"고 말했다.

양자역학적 얽힘을 활용한 정보 전송에 대해 흔히 '양자 원격전송'(quantum teleportation)이라는 표현이 쓰이기는 하지만, 이는 일반인들이 흔히 떠올리는 '스타트렉' 등에 나오는 것처럼 물체나 사람을 '순간이동'시키거나 '원격전송'한다는 얘기와는 전혀 무관하다는 것이 노벨위원회와 이번 수상자들의 설명이다.

이번 공동 수상자인 차일링거 오스트리아 빈 대학교 교수는 "'스타트렉' 영화 같은 데 나오는 것과 같은 건 전혀 아니다"라고 재차 강조하면서 "다만, 얽힘을 이용해 특정한 물체가 지닌 모든 정보를 다른 장소로 전송할 수 있고, 거기서 그 물체를 재구성할 수 있다는 것"이라고 설명했다. 그는 양자 원격전송 현상을 최초로 실험으로 구현한 연구진을 이끌었다.

노벨 물리학상 수상자로 선정된 안톤 차일링거 (빈 AFP=연합뉴스) 오스트리아 출신 양자역학 분야 연구자 안톤 차일링거가 3일(현지시간) 2022 노벨물리학상 수상자로 선정됐다. 노벨 왕립과학원 노벨 위원회는 차일링거를 비롯한 미국의 존 F. 클라우저, 프랑스의 알랭 아스페 등 3명을 노벨 물리학상 수상자로 발표했다. 사진은 2015년 5월 6일 오스트리아 빈 대학교에서 자신의 컴퓨터 앞에 앉아 인터뷰하는 차일링거의 모습. [자료사진] 2022.10.04 ddy04002@yna.co.kr

노벨상 상금은 1천만 크로나(약 13억원)이며, 이번 수상자 3명은 상금을 3분의 1씩 나눠 받게 된다.

노벨위원회는 이날 물리학상에 이어 5일 화학상, 6일 문학상, 7일 평화상, 10일 경제학상 수상자를 차례로 발표한다. 앞서 3일에는 생리·의학상 수상자(스반테 페보·스웨덴)를 선정해 발표한 바 있다.

시상식은 관례대로 노벨의 기일(12월 10일)을 낀 '노벨 주간'에 스웨덴 스톡홀름에서 열린다. 코로나19 팬데믹으로 인해 온라인 행사로 대체됐던 2020년과 2021년의 수상자들도 이번에 함께 자리할 예정이다.

[그래픽] 2022 노벨물리학상 양자역학 '벨 부등식 위배' (서울=연합뉴스) 이재윤 기자 = 올해 노벨 물리학상 수상자로 양자역학 분야에서 중요한 업적을 이루고 양자정보과학(quantum information science) 분야의 선구자가 된 프랑스의 알랭 아스페(75), 미국의 존 F. 클라우저(80), 오스트리아의 안톤 차일링거(77) 등 3명이 선정됐다. 이들은 양자역학에서 '벨 부등식 위배'(Bell inequality violation)라고 불리는 중요한 결과를 실험적으로 밝혀낸 업적을 인정받았다. yoon2@yna.co.kr 트위터 @yonhap_graphics 페이스북 tuney.kr/LeYN1

id@yna.co.kr, limhwasop@yna.co.kr

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