기초과학연구원(IBS)은 23일 염한웅 원자제어 저차원 전자계 연구단장(포스텍 물리학과 교수) 연구팀이 삼진법 정보(0·1·2)를 가지고 이동하는 솔리톤 입자를 세계 최초로 발견했다고 밝혔다. 솔리톤 입자는 에너지 손실과 발열 현상 없이 정보를 안전하게 전달할 수 있다.
현재 모든 컴퓨터와 정보처리에 사용되는 이진법(0·1)은 인공지능 구현 효율이 떨어지는 단점 때문에 가장 단순하고 개념이 잘 정립된 삼진법 소자 위주로 많은 연구가 진행되고 있다.
연구팀은 이번에 반도체 소자에 가장 광범위하게 쓰이는 실리콘 기판에 원자 한 개 폭인 실리콘 원자선 배열을 만들었다. 영하 100도 이하에서 실리콘 원자선이 찌그러지며 나타나는 특이한 구조가 솔리톤 입자 생성조건에 적합하다고 판단하고, 실험을 수차례 반복해 새로운 솔리톤 입자를 발견했다.
이번에 발견한 솔리톤 입자는 영하 170도 저온에서부터 자유롭게 빠른 속도로 움직이면서 삼진법 정보를 빠르게 전달할 수 있다.
솔리톤 입자 특성상 전기적 저항이 없는 정보 전달체가 될 수 있다. 솔리톤 입자에 삼진법 정보를 저장하고, 저항이나 발열로 소모되는 에너지 없이 전달하는 '꿈의 소자'와 컴퓨터를 구현할 수 있다.
오래전부터 삼진법에 기반한 컴퓨터 기본 원리가 확립된 만큼 실제 전자소자 개발에도 응용할 수 있다.
염 단장은 "세계적으로 주목받는 새로운 소자의 발견과 실용화 방향성을 동시에 제시한 성과"라며 "인공지능 컴퓨터 구현에 한 걸음 더 가까이 다가섰다"고 말했다. 이번 연구 결과는 '네이처 나노테크놀로지'(Nature Nanotechnology)에 게재됐다.