양자역학·물리학

스위스 바젤대 Patrick Potts 그룹이 두 거울 사이 공동(cavity) 안 원자-광자 계를 모델로 삼아, 완전 양자 열역학 기술과 반고전(semiclassical) 극한을 정합적으로 이어주는 이론을 개발하고 Physical Review Letters에 발표했다.

네덜란드 트벤테대학교 연구진이 1987년부터 표준으로 쓰인 홍-오우-만델(Hong-Ou-Mandel) 광자 품질 측정 실험을 개선했다. 광자 2개 대신 3개를 동시에 간섭시켜 같은 정밀도에 도달하는 데 필요한 측정 반복 횟수를 약 5분의 1 줄이는 데 성공했으며, 해당 연구는 Physical Review Letters에 게재됐다.

호주 모나쉬대학교 연구팀이 보손과 페르미온이 섞인 극저온 시스템에서 스스로 결속하는 '양자 액적'이 형성될 수 있음을 이론적으로 예측하고, 그 결과를 Physical Review Letters에 발표했다. 강한 상호작용 영역의 보스-페르미 혼합계에서 이러한 안정 구조가 가능함을 보인 것은 이번이 처음이다.

미국 UC Davis 연구팀이 내결함성 양자 컴퓨터 구현에 핵심적인 마법 상태(magic state) 준비 과정을 고전 컴퓨터로 효율적으로 시뮬레이션하는 방법론을 개발했다. 이 성과는 기존 방식으로는 접근하기 어려웠던 대규모·고충실도 프로토콜의 분석을 가능하게 한다.

미국 주도 국제 연구팀이 마그네타(자기성 중성자별) 겸 펄서인 1E 1547.0−5408의 X선·전파 관측을 결합해 양자전기역학(QED)이 예측해 온 진공 복굴절의 첫 직접 증거를 확보했다고 주장했다. 그러나 이탈리아 연구팀은 대안적 해석이 여전히 유효하다며 결론에 반박하고 있다.

라이스대 물리학 연구팀이 이온 트랩 양자 시뮬레이터의 진동 모드에 온도와 소산율을 독립적으로 조절할 수 있는 열 저장소 구현 기술을 개발하고, 그 결과를 Physical Review Letters에 발표했다. 이를 통해 현실적인 열역학 조건 아래에서 화학 반응, 전하 이동, 분자 엑시톤 동역학을 모사할 수 있는 개방형 양자 시스템 시뮬레이션이 가능해졌다.

도쿄대 산업과학연구소 연구팀이 바나듐 결정 내 수소의 양자 터널링이 결정 구조의 대칭성 수준에 따라 활성화되거나 억제된다는 사실을 실험적으로 확인했다. 이번 성과는 수소 저장·투과 소재를 양자역학적 원리에 기반해 설계할 수 있다는 가능성을 열었다는 점에서 주목된다.

Fraunhofer IAF·ETH 취리히·HQS Quantum Simulations 공동 연구진이 기존 양자화학 시뮬레이션의 폐쇄계 이상화 가정을 비판하고 개방계 동역학을 양자 알고리즘의 자원으로 활용해야 한다는 리뷰 논문을 arXiv에 공개했다. 별도로 Fraunhofer IAF의 Vanessa Dehn은 QAOA의 문제 크기 의존 스케일링을 분석한 결과를 Physical Review A에 게재하며, 양자 우위를 추상적 약속에서 검증 가능한 개념으로 전환하려는 시도를 보강했다.

중국 청화대학교(Tsinghua University)와 중국과학원 공동 연구팀이 정공 도핑된 쿠프레이트 초전도체 Ca₂CuO₂Cl₂(CCOC)에서 장-라이스 싱글릿(Zhang-Rice singlet)의 실공간 전자 구조를 사상 처음으로 직접 관측하는 데 성공했다. 결과는 Nature Physics 2026년호에 발표됐다.

Kazuki Ikeda와 Steven Rayan이 스핀 없는 Haldane 모델을 이용해 위상 물질의 위상학적 특성이 양자 얽힘과 어떻게 연결되는지를 수학적으로 규명하는 연구를 발표했다. 이 연구는 위상 신호의 기원을 격자 내 부분계 간 얽힘 구조로 분리하는 새로운 분석 틀을 제시한다.

TU Wien과 UC샌디에고 공동 연구팀이 헬륨 원자의 양자역학적으로 상관된 두 전자를 동시에 활용해, 고차조화파(HHG) 발생에서 교과서적 에너지 컷오프 한계를 넘어선 X선 생성에 성공했다. 이 결과는 2026년 8월 국제학술지 《Nature Photonics》에 게재됐다.

스위스 바젤대학교와 독일 뮌헨공과대학교(TUM) 공동 연구팀이 이황화텅스텐(WSe₂) 단원자층을 활용해 위그너 결정의 집단 전자 운동을 빛으로 측정하는 방법을 개발했다. 이번 성과는 학술지 Nature Physics에 게재됐다.

미국 로런스버클리국립연구소(Berkeley Lab) 연구팀이 원자 한 층 두께의 2차원 반도체 소자에서 엑시톤 보즈-아인슈타인 응집체(BEC)를 관측하고, 자기장으로 전환 가능한 다중 스핀-계곡 내부 구조를 규명했다. 이 결과는 국제학술지 네이처에 게재됐다.

Giulio Chiribella, Rosario Lo Franco 등 국제 공동 연구팀이 양자 스위치를 이용해 차가운 물체에서 뜨거운 물체로 열이 이동하는 이상 열 흐름을 실험적으로 구현하고, Physical Review Letters에 발표했다. 이 과정에서 열역학 제2법칙은 위반되지 않았으며, 같은 원리를 활용한 양자 냉동 엔진도 설계됐다.

일리노이대학교 어바나-샴페인(UIUC)과 시카고대학교 공동 연구팀이 양자 시스템의 에너지 손실인 소산(dissipation)을 역이용해 초전도 큐비트 쌍 사이에 정상 상태(steady-state) 얽힘을 생성·유지하는 데 성공했다. 이 결과는 학술지 Physical Review X에 게재됐으며 Physics 매거진 뷰포인트로도 선정됐다.

겐트대·케임브리지대·옥스퍼드대 공동 연구진이 양자 스핀 사슬에서 '이중성 결함(duality defect)'에 파동 묶음을 입사시키면 반사 없이 100% 확률로 투과되며, 출력 측에서는 결함까지 이어지는 비국소 끈 형태의 들뜸으로 변환된다는 사실을 보였다. 이 결과는 1980년대부터 미해결이었던 자기 홀극 산란 역설에 구체적 메커니즘을 제시하며 *Nature Physics*에 게재됐다.

MIT 물리학 연구팀이 희토류 물질 에르븀 삼텔루라이드(erbium tritelluride)에서 두 종류의 전하밀도파(CDW)가 서로 다른 전이 방식으로 형성·공존한다는 사실을 펌프-프로브 레이저 분광 실험으로 확인하고, 그 결과를 *Nature Physics*에 발표했다.

Caltech Lihong Wang 교수 연구팀이 유휴(idler) 광자를 동일 렌즈 계에 세 차례 통과시키는 새로운 광학 설계로 고전 현미경 대비 약 4배의 해상도 향상을 실험적으로 구현했다. 이는 2023년 같은 팀이 발표한 2배 향상 기술을 3년 만에 두 배 더 끌어올린 결과로, 2026년 8월 《Science Advances》에 게재됐다.

BESIII 협력단이 브라질 국제고에너지물리학회에서, 15년간의 연구 끝에 X(2370) 입자의 주성분이 스핀-패리티 0⁻⁺인 유사스칼라 글루볼임을 밝혔다. 이는 약 50년에 걸친 글루볼 실험 탐색 역사에서 가장 명확한 결과로 평가된다.

캐나다 오타와대학교와 독일 막스플랑크 광과학연구소(MPL) 공동 연구팀이 레이저 대신 태양광만으로 편광 얽힘 광자쌍을 생성하는 데 성공했다. 충실도 약 94%에 달하는 얽힘 상태를 야외 실험에서 확인했으며, 연구 결과는 2026년 8월 국제 학술지 Optica에 게재됐다.

UC 샌타바버라의 Prabhanjan Ananth와 UC 로스앤젤레스의 Amit Sahai가 양자 복제 불가 정리를 활용해 암호문을 두 벌로 분리·복원하는 공격을 차단하는 복제 불가 암호화 프로토콜을 제안했다. 해당 연구는 현재 arXiv 프리프린트 단계이며 1비트 메시지·일회성 키에 국한된 개념 증명 수준이다.

강한 자기 상호작용을 가졌음에도 극저온에서 장거리 자기 질서를 형성하지 않는 Na₂Mn₃O₇의 이례적 거동이 결정 구조에 의한 육각형 스핀 클러스터 형성에서 비롯된다는 사실이 이론·계산 연구를 통해 규명됐다.

Lawrence Berkeley National Laboratory(Berkeley Lab) 연구진이 원자 두께 반도체 이중층 소자에서 엑시톤의 보스-아인슈타인 응집체(BEC)를 구현하고, 그 내부 양자 구조가 자기장으로 전환 가능함을 실험으로 검증했다. 결과는 2026년 8월 Nature에 발표됐다.

UC 산타바바라의 Prabhanjan Ananth와 UCLA의 Amit Sahai가 양자 물리학의 복제 불가 정리를 활용해 기존 양자 암호화 방식의 속도·실용성 한계를 극복한 새로운 암호화 기법을 개발하고, 그 결과를 arXiv 프리프린트 서버에 공개했다.

통상 비자성체로 알려진 이산화루테늄(RuO₂)이 2나노미터 수준의 초박막 상태에서 기판 유도 격자 변형을 받으면 자기 질서의 징후를 나타낸다는 실험 결과가 *Science Advances*에 발표됐다. 스핀 분해 광전자 분광법으로 확인된 이 현상은 벌크나 두꺼운 박막에서는 관측되지 않던 것으로, 변형 공학이 새로운 자성 상태를 유도하는 수단이 될 수 있음을 시사한다.

시카고대학교 프리츠커 분자공학대학원(UChicago PME) 연구팀이 비아벨(non-Abelian) 양자 오류 정정 코드가 특정 편향 잡음 조건에서 기존 아벨 코드보다 잡음 임계값을 약 38% 높일 수 있다는 이론적 결과를 Physical Review Letters에 발표했다.

일본 도쿄과학대(Science Tokyo) 연구팀이 카이랄 자성체에서 전류가 방향에 따라 다르게 흐르는 비상호성 수송 현상을 양자역학적 틀로 처음 기술하는 이론을 제시하고, 2026년 7월 17일 Physical Review Letters에 발표했다.

남아프리카공화국 비트바테르스란트대학교(Wits) 연구팀이 빛의 '뒤틀림(궤도각운동량)' 구조가 대기 난류로 완전히 훼손된 상황에서도, 그 속에 내재된 위상 불변량(topological invariant)은 온전히 유지됨을 실험으로 확인했다. 이 결과는 2026년 Physical Review Letters에 발표됐다.

중국 BAQIS·칭화대 공동 연구팀이 리만 제타 함수의 비자명 영점(nontrivial zero)을 동적 양자 위상전이(DQPT)에 대응시키는 이론 체계를 구성하고, 5큐비트 NMR 프로세서에서 첫 5개 영점의 물리적 검출을 시연했다. 결과는 *Nature Communications*에 게재되었다.

홍콩중문대학교·중국과학원 이론물리연구소 공동 연구팀이 이중 마이크로파 드레싱 기법으로 나트륨-루비듐(NaRb) 극성 분자의 충돌 손실을 억제하고 증발 냉각을 통해 분자 보스-아인슈타인 응집체(BEC)를 구현했다. 결과는 2026년 7월 Nature Physics에 게재됐다.

맨체스터대학교 Sam Azadi 박사 팀이 강력한 레이저 펄스에 노출된 금속에서 원자 격자의 가열 없이 전자 계(electronic system)의 변화만으로 결정구조 전이가 일어날 수 있음을 이론 및 시뮬레이션으로 규명했다. 결과는 Physical Review Materials에 게재됐다.

암스테르담대학과 뉴사우스웨일스대학 공동 연구팀이 이터븀 이온(Yb⁺)에서 그동안 탐색되지 않았던 준안정 상태의 수명을 최초로 실험 측정해 약 1초, 10초, 30초 초과의 세 가지 장수명 상태를 확인했으며, 결과는 Physical Review A에 게재됐다.

필리핀 Mapúa 대학교의 Reggie C. Pantig와 키프로스 동지중해대학교의 Ali Övgün이 슈바르츠실트 블랙홀 외부에 정지한 조셉슨 접합을 이론적으로 분석한 결과, 국소적인 조셉슨 양자 관계식은 강중력장에서도 변하지 않으며, 중력 적색편이는 오직 원거리 관측자와 국소 관측자 사이의 물리량 변환에만 영향을 미침을 보였다. 해당 연구는 Journal of High Energy Physics에 게재됐다.

중국 취푸사범대·홍콩대·팔레르모대 공동연구팀이 불확정 인과 순서(ICO)를 활용해 차가운 열원에서 열을 흡수하는 역방향 열 흐름을 이론·실험으로 확인하고, 이를 토대로 일 생산과 냉각을 동시에 수행하는 양자 오토 엔진을 광자 플랫폼에서 구현했다고 Physical Review Letters에 발표했다.

암스테르담대학교와 뉴사우스웨일스대학교 공동 연구팀이 이테르븀 양이온(Yb⁺)의 준안정 상태 수명을 실험으로 처음 측정했다. 약 1초, 10초, 30초 이상의 수명을 확인했으며, 이는 양자컴퓨팅의 큐비트 판독과 차세대 원자시계 성능 개선에 활용될 수 있다.

독일 헬름홀츠 드레스덴-로센도르프 연구소(HZDR) 연구진이 《New Journal of Physics》에 발표한 이론 연구에서, 단열(adiabatic) 방식 양자컴퓨터는 큐비트 수가 증가할수록 양자 제논 효과(quantum Zeno effect)로 인해 연산이 사실상 정지 상태에 빠질 수 있음을 이론적으로 규명했다.

미국 UCLA 새뮤얼리 공과대학 Yongjie Hu 교수 연구팀이 보론 아세나이드(boron arsenide) 결정 반도체에서 300K(상온) 조건의 포논 집속(phonon focusing) 현상을 실험적으로 관측했다. 파동형 열 이동이 극저온 환경에서만 가능하다는 기존 통념을 깨는 결과로, 2026년 7월 Nature Physics에 게재됐다.

스페인·벨기에·프랑스 공동 연구팀이 표준 광학 격자를 주기적으로 진동시키는 방법만으로 Sachdev–Ye–Kitaev(SYK) 모델을 시뮬레이션할 수 있음을 이론적으로 규명하고, 그 결과를 Physical Review Letters에 게재했다.

캘리포니아 공과대학교 Yuiki Takahashi 연구팀이 이터븀 수산화물(YbOH) 분자의 회전 상태 사이에서 원자시계 유사 전이를 구현해, 외부 전기장 잡음 감도를 700배 이상, 자기장 잡음 감도를 200배 이상 낮추면서도 전자 전기쌍극자 모멘트 측정 감도를 유지하는 데 성공했다. 결과는 Physical Review X에 발표됐다.

오키나와과학기술대학원대학(OIST)과 히로시마대학 공동 연구팀이 세륨-텔루륨 화합물 CeTe₃에 미약한 자기장을 가하면 전자 배열이 줄무늬에서 체커보드 패턴으로 전환된다는 사실을 주사터널링현미경(STM)으로 직접 확인하고, 관련 논문 두 편을 Nature Communications와 Physical Review B에 동시 발표했다.