ICT/융합

상업용 밀리미터파 위상배열 칩 개발

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2020년 1월 19일, 네트워크통신·안전 쯔진산(紫金山)실험실은 중국의 독자적 통제가 가능한 초저원가 밀리미터파 위상배열 칩을 발표했다. 해당 칩은 빠른 속도, 광범위한 커버리지로 밀리미터파 통신기술의 상업화 "걸림돌"을 해결했다. 전세계 모든 지역을 커버할 수 있는 광대역 통신 네트워크를 구축하고 신호 사각지대를 없애려면 광대역 위성 통신 및 5G 밀리미터파 통신의 상업화를 달성해야 한다. 밀리미터파 통신 스펙트럼은 자원이 풍부하다. 5G 시대에 밀리미터파 주파수대를 선택하여 사용할 경우 1차선 도로를 10차선 도로로 업그레이드한 것과도 같이 그 속도는 대폭 향상된다. 애플사(Apple Inc.)는 밀리미터파를 지원할 수 있는 5G 버전 휴대폰을 개발하고 있다. 광대역 위성 통신 기술을 통해 신호를 전세계 모든 지역에 커버리지할 수 있다. 미국 스페이스X(SpaceX)는 5년 내에 4.2만 개 위성을 발사할 계획이다. 하지만 광대역 위성 통신 및 5G 밀리미터파 통신 핵심 소자인 밀리미터파 위상배열 칩은 가격이 매우 비싸다. 256 채널의 전형적인 위상배열 안테나 가격은 100만 위안(한화로 약 1.7억)에 달한다. 쯔진산실험실 연구팀은 실리콘 공법을 이용하여 대규모 위상배열 안테나 제품의 원가를 상업화가 가능한 수준으로 절감시켰다. 뿐만 아니라 저원가 CMOS 공법에 의한 밀리미터파 칩, 대규모 안테나 어레이 설계를 심층적으로 연구하는 한편 대규모 안테나 어레이 회로판 제조 및 집적 공법 등 핵심 기술을 파악함으로써 CMOS 밀리미터파 통신 칩의 대규모 보급 응용 어려움을 해결했다.

세계 최초 모바일 위성 지상국과 "모쯔호" 도킹 성공

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2019년 12월 30일 23시 31분부터 23시 39분 사이에 지난(济南)양자기술연구소 지붕에 위치한 모바일 양자위성 지상국에서 방출한 한 가닥의 적색 빛이 하늘에서 지나가는 한 점의 녹색 빛을 찾아서 적색 빛과 녹색 빛의 도킹을 달성했다. 해당 "녹색 빛"은 2016년에 우주로 발사된 "모쯔호(墨子号)" 양자위성이 방출한 빛이다. "모쯔호"는 모바일 양자위성 지상국과의 몇 분간의 도킹 사이에 엄청난 정보를 암호화 전송하였다. 세계 최초 모바일 양자위성 지상국과 "모쯔호"의 첫 번째 도킹은 약 8분간 지속되었다. 도킹 후, "모쯔호"는 안전키를 배분하고 지상국은 접수 후 안전키 테스트를 수행한다. 지난양자기술연구원은 2019년부터 소형화 양자통신위성 지상국 시스템 프로젝트를 가동하여 12월 24일에 완성하였으며 "모쯔호" 양자과학실험위성과의 도킹 테스트에 성공했다. 이는 중국 최초 소형화 모바일 양자위성 지상국의 구축 완료를 의미한다. 중국과학기술대학교, 커다궈둔(科大国盾)양자기술유한회사, 지난양자기술연구원에서 공동 구축한 해당 지상국의 크기는 페인트 통 정도이고 무게가 80킬로그램이며 28센치미터 망원경 설비와 함께 모바일 양자위성 지상국을 구성한다. "모쯔호" 발사 당시 사용한 지상국은 무게가 십여 톤에 달했다. 연구팀은 수천 번의 실험을 거쳐 지상국 소형화에 성공함으로써 양자기술 제품화의 핵심기술을 파악했다. 제조원가가 대폭 절감되고 차량에 싣고 이동하여 언제 어디서든 사용할 수 있다. 향후, 산업화 분야에서 광범위하게 보급될 전망이다. 현재, 지난양자통신시험 네트워크는 성공적으로 "징후간선(京沪干线, 베이징-상하이인터넷망)에 접속하여 중국 광역 양자통신 네트워크의 중요 구성 부분으로 되었다.

20광자 60×60 모드 간섭회로 보손 샘플링 양자컴퓨팅 구현

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중국과학기술대학교 판젠웨이(潘建偉)/루차오양(陸朝陽) 연구팀은 국외 연구팀과 공동으로 세계 최초로 20개 광자 입력 60×60 모드 간섭회로의 보손 샘플링(Bose sampling) 양자컴퓨팅을 구현했는데 그 출력 복잡도는 48개 큐비트의 힐베르트 상태 공간(Hilbert state space)에 해당하고 차원수는 370조 개에 달한다. 해당 연구는 광자수, 모드수, 연산 복잡도, 상태 공간 등 4개 핵심지표에서 모두 기존의 세계기록을 경신하였다. 그 중 상태 공간 차원수는 동업계가 기존에 달성한 광양자 컴퓨팅 실험에 비해 100억 배 향상되었다. 해당 연구는 "Physical Review Letters"에 게재되었다. 양자컴퓨터 개발은 첨단과학 분야의 가장 큰 도전이 되었다. 양자컴퓨팅 연구의 1단계 목표는 "양자패권"이라고도 부르는 "양자컴퓨팅의 우월성" 구현이다. 즉, 개발해낸 양자컴퓨팅 프로토타입이 특정 임무 해결에서 클래식 슈퍼컴퓨터를 초월해야 한다. 초전도 큐비트를 이용한 랜덤 회로 샘플링 및 광자를 이용한 보손 샘플링 구현은 양자컴퓨팅 우월성 시연에 있어 학계가 인정하는 두 가지 경로이다. 연구팀은 자체로 개발한 국제 최고 효율 최고 품질의 단일 광자원, 최대 규모 최고 투과율의 멀티채널 광학간섭계를 사용해 20개 광자 입력 60×60 모드 간섭회로의 보손 샘플링 실험을 성공적으로 구현하였다. 동업계 유사 실험에 비해 해당 실험에서 성공적으로 통제한 단일 광자수는 5배, 모드수는 5배 증가했고 샘플링 속도는 6만 배, 출력 상태 공간 차원수는 100억 배 향상되었다. 그 중 출력 상태 공간 차원수는 다광자 높은 모드 특성에 힘입어 370조에 도달했는데 이는 48개 큐비트로 확장시킨 힐베르트 공간에 해당한다. 해당 실험은 최초로 보손 샘플링을 새로운 영역으로 넓힘과 아울러 클래식 컴퓨터로 해당 보손 샘플링 양자컴퓨팅 프로토타입을 직접적이고도 전반적으로 검증할 수 없을 수준에 도달시키는 등 양자컴퓨팅 우월성 시연의 과학목표를 향해 중요한 한 발짝을 내디뎠다.

중국 첫 양자 프로그램 설계 플랫폼 개발

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2019년 12월 20일, 중국과학원 소프트웨어연구소(ISCAS)는 베이징에서 중국 첫 비교적 완전한 양자 프로그램 설계 플랫폼(isQ)을 발표함과 아울러 중국 양자 하드웨어 연구팀과 협력하여 빠른 시일 내에 해당 플랫폼을 중국이 자체 개발한 양자컴퓨터에 설치할 계획이라고 밝혔다. isQ 플랫폼은 양자 프로그램 설계, 컴파일, 시뮬레이션, 분석 및 검증 등 도구로 구성됐으며 온라인 기능에는 주로 컴파일러, 시뮬레이터, 모델 검증 도구, 정리 증명 장치 등 4개 부분이 포함된다. 그 중에서 isQ 플랫폼은 ISCAS 양자 소프트웨어 연구팀이 양자 프로그램 설계 모델, 양자 프로그램 논리, 양자 프로그램 분석 알고리즘 등 분야에서 거둔 체계적 이론 성과를 기반으로 했으며 컴파일러와 시뮬레이터는 ISCAS 양자 소프트웨어 연구팀이 칭화(清華)대학 컴퓨터과학·기술학부와 공동으로 개발했다. 양자컴퓨터 소프트웨어의 신속한 발전에 따라 양자 소프트웨어 개발은 관심사로 떠오르고 있다. 툴체인(Toolchain)이 기존의 소프트웨어 개발에서 일으키는 역할과 같이 고가용성(High Availability)을 보유하고 기능이 광범위할 뿐만 아니라 강대하며 프로그램 설계, 테스트, 분석, 검증 등을 통합한 도구는 양자 소프트웨어 개발에 매우 중요하다. 하지만 양자 소프트웨어와 전통적인 소프트웨어는 본질적으로 다르기에 양자 소프트웨어 도구는 더욱 복잡하고 개발하기 어렵다. 양자 프로그램 설계에서 isQ 플랫폼에 포함된 컴파일러는 먼저 고급 언어로 프로그래밍된 양자 프로그램을 명령 집합 언어로 전환시킨 다음 후속적 처리 도구에서 심층적으로 처리한다. 후속적 처리 도구의 시뮬레이터는 고전컴퓨터에서 양자 프로그램을 모의 운영하여 운영 결과를 확인할 수 있기에 현단계 양자 프로그램 설계, 테스트에 매우 중요하다. 모델 검증 도구는 양자 시스템의 다양한 성질을 검사하는데 이용된다. 정리 증명 장치로 연구팀이 제안한 양자홀 로직을 구현할 수 있으며 또한 현재 세계에서 유일한 양자 프로그램의 정확 여부를 검증할 수 있는 플랫폼으로서 고전컴퓨터에서 컴퓨팅 시간과 메모리 공간의 제한을 극복할 수 있기에 대규모 양자 프로그램 설계에 중요한 도움을 제공할 수 있다.

양자 터널링 시간 상한값 측정

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중국과학원 정밀측정과학·기술혁신연구원 류샤오쥔(柳曉軍) 연구팀은 러시아 및 호주 연구팀과 공동으로 최초로 "Attoclock" 기반의 터널링(Tunneling) 시간 측정을 분자 시스템으로 확장하여 해당 시간의 상한값은 10 아토초(1아토초=10-18초)임을 확정했다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 게재됐다. 양자터널 효과란 미시적 세계에서 전자 등 미시적 입자가 자체에너지 준위보다 높은 퍼텐셜 장벽을 통과하는 현상을 말한다. 양자터널은 항성 핵융합, 방사성 붕괴 등 수많은 자연현상을 이해하는데 매우 주요한 역할을 일으킬 뿐만 아니라 주사형 터널 현미경 등 현대 과학 기기의 물리적 기반이다. 펨토초 강한 레이저 필드(Laser field) 조건에서 원자 내에서 발생하는 전자 터널링 전리 과정에 시간이 소요되는 지에 관한 문제를 연구하기 위해 과학계는 "Attoclock" 방법을 제안했다. 해당 방법은 터널링 시간을 터널링 전자 방출각 편이로 전환시킴으로써 광전자 스펙트럼의 운동량 분포에서 터널링 시간 정보를 판독한다. 하지만 지난 10여 년 동안 "Attoclock" 방법을 기반으로 하고 다양한 원자 시스템을 결합하여 연구하여 얻은 결과는 현저한 차이가 있다. 터널링 전리는 순간적으로 발생하거나 또는 100 아토초급의 시간을 소요할 가능성이 있다. 상기 논쟁을 둘러싸고 연구팀은 새로운 이온 파편(Ion fragments) 측정 기반의 분자 "Attoclock" 방법을 제안하여 터널링 시간 측정을 최초로 분자 시스템으로 확장시켰다. 해당 방법을 수소 기체 분자의 강한 필드(Strong field) 터널링 전리 연구에 응용하여 터널링 시간 상한값 10 아토초를 획득했다. 이는 기존에 수소 원자 터널링 전리 연구에서 획득한 터널링 순간 발생 결과와 일치하다. "Attoclock" 방법을 기타 복잡한 분자 시스템에 확장 이용하여 분자 구조, 분자 궤도 대칭성 등 복잡한 분자 특성이 강한 필드 터널링 전리 과정에 미치는 영향을 심층적으로 연구하여 터널링 시간 관련 문제에 대한 인식을 더한층 심화시킬 수 있다.

최초로 인공지능으로 다중 양자 상관관계의 동시 분류 구현

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중국과학기술대학교 궈광찬(郭光灿) 연구팀의 리촨펑(李传锋)/쉬진스(许金时)는 머신러닝 기술을 양자 역학의 기본 문제 연구에 응용하여 최초로 머신러닝 알고리즘에 기반한 다중 비고전적 상관관계의 동시 분류 실험을 구현했다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 게재되었다. 아인슈타인, 포돌스키, 로젠 등의 양자 역학의 완전성에 대한 질의를 EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)역설이라 부른다. EPR 역설에 관한 심층적 연구에 따라 아인슈타인이 지적한 "원거리에서의 유령과 같은 작용(spooky action at a distance)"이 양자 세계의 비국소성 상관관계에서 비롯됐으며 또한 양자 얽힘, EPR, 벨의 비국소성 등 차원으로 세분화할 수 있음을 파악했다. 다양한 양자 상관관계는 양자 정보 분야의 핵심 자원으로 되어 중요한 역할을 한다. 그러나 임의로 주어진 양자상태에서 비고전적 상관관계를 부각하는 것은 여전히 어려움으로 되고 있다. 첫째, 그 계산이 극히 복잡하고 둘째, 실험에서 데이터 수집 시간이 시스템 입자의 증가에 따라 기하급수적으로 증가한다. 셋째, 동일한 측정 또는 가관측정의 집합을 통해 모든 비고전적 상관관계의 동시 구분을 달성할 수 있는 하나의 통일된 프레임이 존재하는지의 여부가 확실하지 않다. 머신러닝은 일련의 학습 데이터를 통해 예측 결과를 출력할 수 있는 함수 또는 모형을 얻을 수 있다. 연구팀은 머신러닝 기술을 비고전적 상관관계 구분에 응용하여 최초로 다중 양자 상관관계의 동시 분류 실험을 구현했다. 교묘한 실험 설계를 통해 광학 시스템에서 매개변수 조절이 가능한 2비트 양자상태를 구현하고 양자상태의 일부 정보만을 입력하여 신경망, 서포트 벡터 머신 및 결정 트리 등 머신러닝 모델을 이용하여 455개 양자상태의 비고전적 상관관계 속성을 학습하여 성공적으로 다중 비고전적 상관관계 분류기를 구현했다. 실험결과, 머신러닝 알고리즘에 기반한 분류기는 90% 이상의 높은 매칭률로 양자 얽힘, EPR, 벨의 비국소성 등 상이한 양자 상관관계의 속성을 동시 식별했다. 기존의 양자상태 크로마토그래피 분석법보다 자원 소모나 시간의 복잡성이 훨씬 작았다. 해당 연구 성과는 인공 지능과 양자 정보 기술의 심층 교차를 추진하고 머신러닝은 효과적인 분석 도구가 되어 더 많은 양자 과학 문제를 해결할 전망이다.

중국과기대, 잡음적응 양자정밀측정 실험적 구현

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중국과학기술대학 궈광찬(郭光燦) 연구팀은 선형광학시스템(linear otpical system)에서 얽힘상태 결맞음이 수평방향 잡음에 대한 적응성을 실험적으로 검증했다. 또한 수평방향 잡음속에서도 얽힘상태 탐침의 양자측정 정밀도가 표준양자한계(Standard Quantum Limit)를 초과함을 검증했다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 게재되었다. 양자정보기술은 양자상태 제어를 통해 정보의 안전 전송·저장 및 고효율적 획득·연산 등을 구현한다. 하지만 양자시스템은 불가피적으로 환경과 상호작용해 잡음이 유입되며 이로 인해 양자상태는 매우 취약해진다. 따라서 잡음 방지는 현재 확장가능 양자정보기술의 핵심적 과제이다. 능동적 피드백 및 양자오류수정(Quantum Error Correction)은 매우 유망한 방안이지만 자원소비가 너무 많아 현실화가 어렵다. 수동잡음제어(Passive Noise Control)는 고효율적이며 편리한 경로로서 양자상태가 특정 잡음에 대한 적응성을 교묘하게 이용해 잡음 방지를 구현할 수 있다. 연구팀은 고효율적 제어 가능 선형광학시스템을 도입해 얽힘상태 양자 결맞음 및 정밀 측정이 수평방향 잡음에 대한 적응성을 연구했다. 먼저 수평방향 잡음 조건에서 4광자 GHZ 얽힘상태의 결맞음 동결현상을 검증함과 아울러 잡음속에서 GHZ 얽힘상태 변화시 양자 Fisher 정보량도 변화하지 않음을 관측했다. 이는 해당 현상을 모수추정(parameter estimation)에 응용시 잡음이 증가함에 따라 측정 정밀도가 떨어지지 않음을 의미한다. 그 다음 잡음과 신호를 동시에 탐침에 작용시킨 결과, 잡음강도와 신호가 일치하더라도 실험에서 제조한 다광자 GHZ 얽힘상태 탐침은 광자수가 6에 이르러도 표준양자한계를 초과할 수 있어 잡음적응 양자정밀측정 방안의 우월성을 보여주었다. 해당 성과는 수동잡음제어의 실행가능성을 보여주어 잡음방지 양자정밀측정 연구에서 중요한 한 발짝을 내디뎠으며 또한 보다 고효율적인 잡음방지 방안 설계에 도움이 된다.

"톈허 2호"로 세계선도 수준의 양자패권 기준 평가 연산

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세계 최초로 양자패권 기준 연구를 시작한 국방과기대학교 컴퓨터대학 우쥔제(吳俊傑) 연구팀은 정보공학대학 등 국내외 과학연구기관과 공동으로 양자컴퓨팅 시뮬레이션의 새 알고리즘을 제안했다. 해당 알고리즘을 "톈허(天河) 2호" 슈터컴퓨터에서 테스트한 결과 그 성능은 세계선도 수준에 도달했다. 앞서 "Nature"에 게재된 구글의 양자패권 논문도 해당 결과의 예비인쇄본 논문을 인용했다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 온라인으로 게재되었다. 양자컴퓨팅장치의 특정 테스트 케이스에서의 모든 고전컴퓨터 연산능력 초월을 대표하는 양자패권 달성은 양자컴퓨팅의 발전을 상징하는 중요한 이정표이다. 양자패권 기준을 평가하기 위해서는 고효율적으로 고전컴퓨터에서 작동하는 양자컴퓨팅 시뮬레이터가 필요하다. 나아가 이러한 시뮬레이터는 후양자패권 시대 양자컴퓨팅 과학연구를 촉진시키는 중요한 도구로 된다. 양자컴퓨팅 시뮬레이션의 실제적 어려움은 큐비트 또는 양자게이트(quantum gate) 수효에 완전히 의존하는 것이 아니라 연산과정에서의 양자상태 복잡도—양자얽힘도(quantum entanglement degree)에 의해 결정된다. 해당 연구는 양자얽힘도 의존적 시뮬레이션 알고리즘을 제안함과 아울러 "톈허 2호" 슈퍼컴퓨터에서 양자패권 테스트 케이스—랜덤 양자회로(Quantum Circuit) 샘플링 문제에 대한 시뮬레이션을 완성했다. 구체적으로 49, 64, 81, 100 등 수적으로 서로 다른 큐비트가 다양한 깊이 양자회로에서의 문제 사례를 실제로 테스트하였는데 연산성능은 세계선도 수준에 도달했다. 양자패권 달성은 양자컴퓨팅 연구의 종점이 아니라 양자컴퓨팅 발전의 시작점이다. 향후 양자컴퓨팅 물리시스템의 성능을 지속적으로 향상시키는 외, 잡음 존재계에서의 양자알고리즘 및 양자오류수정(Quantum Error Correction) 등이 양자컴퓨팅의 다음 단계 중점연구 과제로 될 전망이다.

최초로 측정 설비 무관성 고차원 양자 조향 달성

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중국과기대 궈광찬(郭光燦) 연구팀의 리촨펑(李傳鋒)/류비헝(柳必恒) 등은 호주 이론물리학자와 공동으로 최초로 측정 설비 무관성 고차원 양자 조향(Quantum steering)을 실험적으로 관측함과 아울러 이를 이용해 암호 양자난수를 생성했다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 게재됐다. 양자 조향은 양자얽힘과 벨 국소성 사이의 양자 비국소성 특성으로서 얽힘 입자쌍 중 1개 입자에 작용하는 국소적 측정이 다른 1개 입자 상태에 비국소적으로 영향을 미치는 능력을 묘사한다. 양자 조향은 주로 양자암호키 분배, 양자채널 감별, 난수 생성 등 양자정보 임무에 이용된다. 실험설비 성능의 제한성 또는 "적대자"에 의한 제어 가능성으로 인하여 양자 조향 실험에 결함을 초래한다. 예를 들어 얽힘 광자쌍의 양자 조향 관측은 단일광자 탐지기 효율의 제한성으로 탐지하지 못하는 광자는 원칙적으로 잠재적 "적대자"에 의하여 이용되는데 이로 인하여 양자 조향 실험 결과의 비신뢰성이 유발된다. 해당 문제를 해결하기 위해 이론물리학자들은 "양자 중재(Quantum refereed)" 기반 양자 조향 검증 방법을 설계함과 아울러 제3자의 중재 도입을 통해 양자 조향 실험 검증의 측정 설비와의 무관성을 달성했다. 이에 영감을 받고 리촨펑, 류비헝 등은 측정 설비 무관성 고차원 양자 조향 목격 연산자를 교묘하게 제조함과 아울러 최초로 측정 설비 무관성 고차원 양자 조향을 실험적으로 달성했다. 연구팀은 먼저 파라미터 조건에서의 전환 과정을 이용해 편광 및 경로 자유도에서 일련의 고충실도 3차원 얽힘상태를 제조했다. 다음으로 중재자가 얽힘 쌍방에 대하여 일련의 테스트 요구를 발송함과 아울러 쌍방 데이터를 수집하여 고차원 양자 조향 부등식을 검증했다. 테스트 결과는 최대로 1.983(0.002)에 달하여 3차원 상황의 고전적 이론 한계 1.57을 훨씬 초과함으로써 해당 얽힘상태가 양자 조향 특성을 보유하고 있음을 입증했다. 연구팀은 심층적인 실험을 통해 관측한 데이터를 난수 생성에 응용한 결과, 1개의 얽힘 광자쌍으로 1.106(0.023)비트 암호 양자난수를 획득할 수 있는데 이는 2차원 얽힘상태를 이용해 도달할 수 있는 이론 한계(1비트당 얽힘 과자쌍)를 초과함으로써 고차원 얽힘의 양자정보 과정에서의 장점을 충분히 시연했다. 동 연구는 고차원 시스템 기반 측정 설비 무관성 양자 정보 임무의 첫 실험적 시도로서 양자물리 기본문제 및 측정 설비 무관성 양자정보 과정 연구에 중요한 추진 역할을 제공할 전망이다.

나노미터급 공간 해상도 전자기장 양자 센싱 구현

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중국과기대 궈광찬(郭光燦)/쑨팡원(孫方穩) 연구팀은 50nm 공간 해상도 고정밀도 다기능 양자 센싱을 실험적으로 달성했다. 해당 성과는 "Applied Physics Reviews"에 게재됐다. 마이크로/나노 소자는 크기가 작고 전자기장 강도가 낮으며 쉽게 간섭을 받는 등 특성을 보유하고 있기에 마이크로/나노 전자기장 측정 기술은 높은 공간 해상도, 높은 측정 민감도 및 비파괴 측정 등 어려움을 극복해야 한다. 연구팀은 양자 센싱 및 양자 탐침 등 새로운 아이디어를 이용할 것을 제안함과 아울러 나노미터급 공간 해상도를 보유한 원거리장 광학적 초해상도 이미징 새 기술을 개발했다. 뿐만 아니라 고충실도 양자상태 제어 기술을 결합하여 높은 공간 해상도, 높은 측정 민감도 및 비파괴 측정을 동시에 보유한 마이크로/나노 전자기장 측정 기술을 달성했다. 연구팀은 먼저 다이아몬드 질소-공석 컬러 중심의 전하 상태 제어를 기반으로 나노미터급 공간 해상도 초저 펌핑 출력을 보유한 전하 상태 감쇄 나노 영상술을 제안함과 아울러 4.1nm 공간 해상도의 전자스핀 양자상태 이미징 및 검사를 달성했다. 실험으로 획득한 이미징 해상도는 광학적 회절 한계의 1/86에 도달함으로써 자극방출고갈 형광현미경의 영상술을 초과했을 뿐만 아니라 2014년도 노벨 화학상을 수상한 1/67의 정밀도를 초과하여 생체 생물학적 검사에 이용될 전망이다. 다음으로 연구팀은 심층적으로 CSD 나노 영상술과 형광수명 이미징, 광학적 편광상태 검사, 전자스핀 상태 고충실도 양자 제어 기술을 결합하여 금속 나노와이어 구조가 보유한 광 필드 상태 밀도, 편광, 전류 및 생성된 자기장 등 다양한 물리량의 비파괴 측정을 달성했는데 공간 해상도는 50nm에 달하여 마이크로/나노 광 전자기장 측정 정밀도가 96%를 초과했다. 해당 성과는 높은 공간 해상도 비파괴 전자기장 측정 및 실용화 양자 센싱에 기반을 마련함으로써 마이크로/나노 전자기장 및 광전자 칩의 검사에 이용됨과 아울러 원거리장 초해상도 이미징 기술의 응용 범위를 확장시킬 전망이다.