2025년 노벨 물리학상은 1980년대 양자 연구를 통해 차세대 컴퓨팅의 기반을 마련한 세 명의 과학자에게 돌아갔다.
스웨덴 스톡홀름에서 열린 기자회견에서 노벨위원회는 존 클라크(John Clarke), 미셸 H. 데보어(Michel H. Devoret), 존 M. 마르티니스(John M. Martinis) 교수를 올해의 수상자로 발표했다.
위원회는 수상 이유에 대해 “오늘날 휴대전화, 카메라, 광섬유 케이블 등 첨단 기술 가운데 양자역학을 기반으로 하지 않은 것은 없다”며 “이들의 연구는 이러한 기술의 토대를 마련했다”고 밝혔다.
존 클라크(83)는 영국 케임브리지 출신으로 현재 미국 캘리포니아대학교 버클리 캠퍼스에서 연구를 이어가고 있다.
미셸 데보어(72)는 프랑스 파리 태생으로 예일대학교 교수이자 구글 퀀텀 AI의 수석 과학자로 활동 중이다.
존 마르티니스(67)는 캘리포니아대학교 샌타바버라 교수로, 2014년부터 2020년까지 구글에서 근무한 뒤 양자 스타트업 ‘QoLab’을 창업했다. 세 과학자는 총 1,100만 스웨덴 크로나(한화 약 16억6천만 원)의 상금을 공동 수령한다.
노벨위원회는 “1980년대 이들이 전자 회로에서 수행한 일련의 실험을 통해 ‘거시적 양자 터널링과 에너지 양자화’라는 획기적인 발견을 이루었다”며 “이 원리가 현재의 전자기기뿐 아니라 차세대 양자컴퓨팅 기술의 핵심으로 발전했다”고 설명했다.
존 클라크 교수는 BBC 인터뷰에서 “이번 수상은 양자컴퓨터 개발의 주요 이정표”라며 “우리의 연구가 오늘날 양자 컴퓨팅의 기초를 놓았다는 점에서 매우 뜻깊다”고 말했다. 그는 “40년 전 수행한 연구가 이제야 과학계의 최고 영예로 평가받을 줄은 몰랐다”며 놀라움을 표했다.
이들이 밝혀낸 ‘양자 터널링(Quantum Tunneling)’은 거시적 세계에서는 공이 벽을 통과할 수 없지만, 미시 세계에서는 입자가 에너지 장벽을 넘어갈 수 있음을 시각적으로 보여주는 현상이다.
즉, 전자는 양자 터널링 현상을 통해 에너지 장벽을 관통할 수 있으며, 이러한 원리가 실제 전자 회로에서도 재현 가능함을 증명했다.
세 과학자는 전류가 흐르지 않는 얇은 절연체를 두 초전도체 사이에 배치한 ‘조지프슨 접합(Josephson Junction)’ 회로를 개발하여, 양자 현상이 실세계 전자 회로에서도 관찰될 수 있음을 실험적으로 입증했다.
이 기술은 이후 초전도 큐비트(Superconducting Qubit)의 기초로 발전하며 현대 양자칩의 토대가 되었다.
영국 임페리얼칼리지의 레슬리 코헨 교수는 “이들의 연구는 양자 하드웨어 기술의 핵심인 초전도 큐비트의 기반을 마련한 매우 값진 성과”라며 “정말 자격 있는 수상자들”이라고 평가했다.
올해 수상과 관련해 노벨위원회는 “2025년은 양자역학이 탄생한 지 100주년이 되는 해로, 이번 수상은 그 역사적 의미를 기념하는 상징적 사건”이라고 덧붙였다. 이번 노벨 물리학상은 1980년대 실험물리학을 통해 ‘거시적 양자 터널링’을 증명한 세 명의 과학자에게 수여되었다.
그들의 연구는 전자 회로에서 양자 현상이 실재함을 입증했으며, 이는 오늘날 양자컴퓨터와 초전도 기술의 핵심 원리로 이어졌다.
이번 수상은 양자역학의 100주년을 기념함과 동시에, 양자 기술이 미래 산업의 중심에 서 있음을 다시 한 번 보여주는 계기가 되었다.
결론
1980년대의 실험적 도전이 반세기를 넘어 현대 기술 혁명의 근원이 되었다.
세 과학자가 밝혀낸 양자 터널링과 조지프슨 접합 원리는 전자기기와 양자컴퓨팅의 핵심 구조를 바꾸었으며,
이번 노벨상은 ‘미래 기술은 과거의 탐구 위에 세워진다’는 사실을 다시금 증명했다.
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