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1052 검색 결과: 2016

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중국과기대, 세계 최단시간 양자제어로 향상된 로직게이트 구현

최근 중국과학기술대학교 두장펑 (杜江峰) 교수 연구팀의 룽싱(榮星), 겅젠페이(耿建培) 등은 고체 상태 스핀 시스템에서 최단시간 양자제어를 구현하였다. 해당 성과는 국제 생물 학계의 권위적 저널인 “Physical Review Letters”에 게재되었다.

양자제어는 현대 양자 과학의 기초이며 양자 컴퓨팅, 양자 정밀도 측정 등 영역에서 중요한 의미가 있다. “최단시간 양자제어”는 가장 빠른 시간 내에 양자 시스템을 구동시켜 목표 상태에 이르게 하는 것이다.

2014년, 두장펑 교수가 이끄는 중국과학원 미시적자기공명중점실험은 정밀도가 0.996에 달하는 단일 비트의 양자 조작을 구현하였고 그 후 고장허용한계 양자컴퓨팅 요구에 도달한 유니버설 양자 로직 게이트를 구현하였다.

최근 두장펑 연구팀은 양자 학자 왕샤오팅(王曉霆) 박사와 공동으로 최단시간 제어 문제의 해를 구하는 이론 방법과 구체적인 양자물리 시스템을 결합하여 유니버설 양자제어를 구현할 수 있는 최단시간 제어방법을 발전시켰으며 다이아몬드 NV 착색중심 시스템(color center system)에서 실험을 통하여 구현하였다. 연구 결과 단일 비트, 다중 비트의 조작 정밀도는 99%에 달하였고 조작 시간도 기존의 방법에 비해 뚜렷이 단축되었다.

이번 연구는 시간 최적화 방법으로 정확한 양자제어를 구현할 수 있는 가능성을 입증하였고 다중 비트 양자 시스템의 최단시간 제어에 기반을 마련하였다. 이는 향후 양자 컴퓨팅이 유닛 시간 내에 더욱 많은 고정밀도 양자 로직 게이트를 구현할 수 있음을 의미한다.

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중국과기대, 양자 시뮬레이터로 마요라나 페르미온의 양자 통계학적 특성 규명

최근, 중국과학원 원사, 중국과학기술대학교 궈광찬(郭光燦) 교수가 이끄는 중국과학원 양자정보중점실험실의 리촨펑(李傳鋒), 쉬진스(許金時), 한융젠(韓永建) 등은 마요라나 페르미온(Majorana Fermion) 연구 분야에서 획기적인 성과를 거두었다. 연구팀은 선형 광학 양자 시뮬레이터로 실험을 통하여 마요라나 페르미온의 비아벨리안(-) 양자 통계학적 특성을 최초로 규명하였다. 또한, 마요라나 제로모드까지 코딩한 양자 정보의 국부적 잡음에 대한 소산특성을 더한층 시연하여 토폴로지 양자 계산을 구현하는데 효과적인 경로를 제공하였다. 해당 연구는 성과는 2016년 10월 25일 ‘Nature Communications’에 발표되었다.

최근 몇 년간의 이론적 연구결과, 응집물질시스템에서 마요라나 제로모드는 마요라나 페르미온 특성의 준입자(Quasi particle)를 보유하고 있으며 장시간의 양자 저장과 토폴로지 양자계산을 구현하는 이상적 벡터이다. 마요라나 제로모드 교환은 그것의 통계학적 특성 및 토폴로지 양자계산을 구현하는 핵심 절차이다. 장기간의 탐구를 거쳐 마요라나 제로모드의 존재 증거를 찾았으나 핵심적인 교환 조작과 양자 통계학적 특성을 구현하는데 관한 연구는 없다.

양자 시뮬레이터는 전문적인 양자 컴퓨터로서 전문적인 양자 논리 회로를 설계하여 특별 문제를 효과적으로 해결한다. 최근 몇 년간 리촨펑 연구팀은 선형 광학양자 시뮬레이터를 독립적으로 개발하였으며 일련의 성과를 거두었다. 해당 실험에서 연구팀은 소산성(dissipative state)에 기반한 4개 양자비트(3개 작업 양자비트에 하나의 보조 양자비트를 첨가)의 선형 광학양자 시뮬레이터를 설계하였으며, 이를 이용하여 Kitaev모델(마요라나 제로모드가 존재하는 가장 간단한 모델) 중 마요라나 제로모드를 효과적으로 생성하였다. 또한, 소산 과정을 통하여 마요라나 제로모드를 효과적으로 이동시킴으로써 2개 마요라나 제로모드의 교환 작업을 완성하고 이로써 마요라나 제로모드의 비아벨리안 통계학적 특성을 검증하였다. 그리고 마요라나 제로모드까지 코딩한 양자 정보의 국부적인 잡음에 대한 소산특성을 더한층 시연하였다. 실험에서 각 시뮬레이션 과정의 정확도는 94% 이상에 달하였다.

해당 성과는 양자 통계, 토폴로지 양자 계산과 마요라나 페르미온의 연구에 대해 중요한 추진역할을 하였으며 동시에 이러한 소산성에 기반한 양자 시뮬레이터도 선형 광학 양자 시뮬레이터의 능력을 확장시켰다.

타이틀 이미지: 마요라나 페르미온 교환 설명도

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주하이 에어쇼 첫날, CASC 계약액 1,600억 위안 넘어

2016년 11월 1일, 제11기 중국국제우주항공박람회[주하이(珠海) 에어쇼]가 정식으로 개막하였다. CASC(China Aerospace Science and Technology Corporation)는 중국 우주항공 과학기술 공업의 리더와 본 박람회의 주최기관 중 하나로서 최근 2년간의 최신 과학기술 성과 422개 제품을 갖고 본 전시회에 참가하였다.

동 박람회의 개막식 당일, CASC와 국가 관련 부서, 중앙 기업, 지방 정부 및 국내외 관련 기관에서는 35항의 협력협의 및 협력의향을 체결하였고 계약액은 1,630억 위안에 달하였다.

그중, CASC가 우주항공 영역에서 체결한 협력협의는 기상위성, 아시아-태평양 6D 위성 및 WGS(wideband global satcom) 시스템, 훙옌(鴻雁) 위성 성좌통신시스템 등 글로벌 저궤도 위성성좌가 포함하였다. 대외무역 영역에서 체결한 협의에는 대공미사일, 지대지 전술 미사일(Surface to Surface Tactical Missile), 로켓 폭탄, 드론, PGB(precision-guided bombs) 등 프로젝트의 수출을 포함한다. 우주항공 기술응용 및 서비스 산업영역에서는 에너지 절약과 친환경, 스마트 기기, 정보기술, 우주항공 문화 아이디어 등 여러 영역에서의 협의를 체결하였다.

CASC의 전시에는 하이라이트가 많았다. 그중, 우주항공 전시구역에서는 주로 최근 우주항공 공정의 핫이슈들과 결합하여 국가 중대 공정 전문프로젝트들을 위주로 중국 우주항공의 유인우주비행, 달탐사 공정, 베이더우(北斗) 위성, 고해상도 지면 관측 및 우주항공 과학 등 영역의 최신 성과들을 전시하였다.

국방 전시구역은 CASC 대외무역 제품의 전투 시스템의 발전을 전반적 내용으로 새로 입안하였거나 글로벌 시장 수요가 많은 대외 무역 제품들을 전시하여 CASC의 기술 실력과 대외무역 제품의 발전 방향을 보여주었다.
군민융합 전시구역에서는 CASC 우주항공 기술응용 및 서비스 산업의 독자적 혁신능력, 시스템 집성 능력, 핵심기술 우세 및 공정 업적을 전시하였다.

본 박람회는 창정(長征) 5호 운반로켓, 유인우주비행 재진입 캡슐(reentry capsule) 등 핫이슈들을 전시한 외에도 톈궁(天宮) 2호 공간실험실, 창어(嫦娥) 5호 탐사기, LY-80N 군사용 시스템, WS-64 발사차 및 로켓 폭탄 등을 처음으로 전시하였다.

그외, 동 박람회에서 CASC는 군민 융합 발전과 우주항공 기술의 전환 응용 주제를 선명히 하였다. 클라우드에 기반한 장비 빅데이터 입증시스템, 연료전지의 수소이용 종합 해결 샌드 테이블(sand table) 등 우주항공 기술응용 및 서비스 제품도 처음으로 에어쇼 플랫폼에서 전시하였다.

타이틀 그림: 주하이 에어쇼 CASC 전시구역 현장

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중국과 기니 양국 에너지․과학기술 등 분야에서 협력 전개

2016년 11월 2일, 시진핑 주석은 기니(Guinea) 알파 콩데(Alpha Condé)와 인민대회당에서 회의를 진행하였고 중국-기니 양국은 전면적인 전략적 협력파트너 관계를 구축하기로 결정하였다. 양국은 중국-아프리카협력포럼 요하네스버그(Johannesburg)정상회담 성과의 현실화를 계기로 양국의 각 영역의 협력을 전면적으로 확장하며 중국-기니 관계를 위해 더욱 넓은 미래를 개척하였다.

시진핑 주석은 (1) 양국은 경제무역의 윈-윈 협력을 강화하고 관련된 협력 프로젝트를 실행하며 (2) 중국은 기니와 농업협력을 확장하여 기니의 농업 생산수준을 제고하여 양식안전을 실현하고 (3) 중국은 기니와 자원개발의 전략적 협력을 전개하여 철도, 항구, 전력, 통신 등 기초시설 건설과 생산능력 협력을 이끌며 기니가 자주적인 지속 가능한 발전을 실현하도록 자원우세를 발전성과로 전환하는 것을 지지하며 (4) 중국은 기니와 문화, 교육, 보건, 관광 등 분야의 교류와 협력을 강화하며 (5) 중국은 기니와 국제협력을 전면적으로 강화하고 중국-아프리카 재생에너지 영역에서의 협력, 기후변화, 2030년 지속 가능한 발전 의사일정, 아프리카 평화안전 등 국제와 지역문제에 대한 소통과 협조를 강화하여 개발도상국의 정당 권리와 이익을 공동으로 수호한다고 발표하였다.

알파 콩데 대통령에 의하면, 기니는 중국과 자원, 에너지, 과학기술, 농업, 수도와 전력, 기초시설, 항구건설 분야에서 협력을 확장하고 국가 관리와 정치 관리에 관한 교류를 강화한다. 기니는 중국의 신실한 대(對)아프리카 정책에 대해 높이 평가하였고 시진핑 주석이 중국-아프리카협력정상포럼 요하네스버그정상회담에서 제안한 “10대 협력계획” 프레임에서 중국-아프리카 관련 협력에 적극적으로 참여하고 중국이 아프리카 지역에서의 전략적 파트너로 발전하기를 원한다고 설명하였다.

마지막으로 시진핑 주석과 알파 콩데 대통령은 외교, 경제, 기초시설, 우주항공, 문화, 보건, 금융 등 분야의 협력문건 서명에 참가하였다.

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제4군의대, 골다공증 관련 ATP6V1H 유전자와 파골세포의 기능 관련성 발견

최근, 제4군의대학교 구강병원 돤샤오훙(段小紅) 교수가 이끄는 구강 유전병학 연구팀은 미국툴레인대학교(Tulane University), 시안(西安)교통대학교와 공동으로 인간 골다공증 발생에 영향을 미치는 새로운 유전자 ATP6V1H를 세계 최초로 발견하였다. 해당 연구 성과는 최근에 출간한 국제학술저널 “Theranostics”에 발표되었다.

골다공증은 흔히 발생하는 만성질환으로서 “잠재적 살인마”로 불리고 있으며 임상에서 뼈의 질량(뼈량) 감소, 골격 취약성 증가, 골절 위험성 증가 등 특성으로 노인들의 신체 건강을 위협한다. 조사에 따르면 중국 50세 이상의 골다공증 총 발병률은 15.7%에 달하며 골다공증 환자가 적어도 6,944만명에 달하고 2.1억명이 정상 표준에 비하여 뼈량이 낮다.

지난 5년 동안 연구팀은 구강, 골격 등 유전성 질병 기초 및 임상 분야에 대한 대량의 연구를 거쳐 ATP6V1H 유전자의 연구 가치를 발견하였다. 연구팀은 ATP6V1H 유전자 녹아웃 생쥐 모델 구축을 통하여 생쥐 체내에 해당 유전자가 부족할 때 뼈량 감소를 유발하며 또한 해당 유전자가 파골세포의 기능과 밀접한 관련성이 있다는 것을 입증하였다. 1,625명 중국인 전유전체 관련 데이터에 대한 분석을 통하여 ATP6V1H 유전자는 인간의 골밀도 감소와 일정한 관련성이 있다는 것을 입증하였는데 이는 해당 유전자가 골다공증의 발생에 참여한다는 것을 입증한다.

ATP6V1H 유전자는 향후 약물로 골다공증을 치료하는 새로운 표적으로서 골다공증 완화 및 치료에 새로운 희망을 가져다 줄 것으로 전망된다.