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초전도 일렉트로닉스를 이용한 광자검출 기술

전문가 제언: ○ 초전도 디바이스는 종래의 반도체에서는 실현할 수 없는 고감도, 고속도 기능을 수행할 수 있는 것으로 차세대의 정보단말 소자로서 기대되고 있다. 현재 영상 등 정보용량은 급격히 증가되고 있으며 장래 방대한 정보의 전달이나 처리에는 종래의 주파수보다도 높은 주파수에서 정보의 수수는 불가피하다.

○ 또한 디바이스의 처리속도는 초전도체의 임계온도, 즉 물질이 초전도로 되는 온도로 결정되는 것으로, 보다 높은 임계온도를 가진 초전도물질의 디바이스가 요구되고 있으며 새로운 물질의 디바이스화의 연구개발이 이뤄져야 한다.

○ 초전도 일렉트로닉스를 이용한 고감도 검출기술은 밀리파, ㎔전자파 등 다양한 분야에서 응용, 발전되고 있다. 그 중에서도 특히 통신파장대역에서 광자검출 기술의 양자정보통신 응용이 주목받고 있으며 실제에 유효성이 인식되고 있다. 본고에서는 통신파장 대역에서 초전도 광자검출기의 연구개발 상황과 최근의 전망에 대하여 소개하였다.

○ 양자정보통신의 실용화를 위한 단일광자 검출기의 연구개발은 반도체방식과 초전도방식으로 대별된다. 본고에서는 후자방식에 대하여 고찰하였다. 단일광자 검출기는 고속화, 저 잡음화를 위한 반도체 제조기술의 개발, 광자수 식별기는 소자 단일체(素子單一体)의 성능향상과 극저온 냉각, 운용비용의 절감 등이 향후 해결해야할 중요한 과제이다.

○ 근래에는 양자정보통신에 대한 연구가 수행되고 있다. 이제까지 불가능하게 생각하였던 양자역학적 현상이 직접 실험으로 검증되고 있으며 또한 정보기술에서 종래에 유례가 없는 전송기술이나 암호기술, 신호처리 기술에 응용되고 있다. 향후에는 양자정보 기술에 대한 연구로 전자정보세대에서 양자정보세대의 실현이 예상된다.

저자: Shigehito MIKI, Zhen WANG
자료유형: 학술정보