IBS·RIKEN PRI, 나노 공간·펨토초 시간 계측 결합 단일분자 양자현상 공동연구랩 출범

파트너랩 출범 배경과 참여 주체

이번 협력의 공식 명칭은 'IBS QCR-RIKEN PRI 글로벌 파트너랩'이다. IBS 측에서는 김유수 단장이 이끄는 양자변환 연구단이, RIKEN PRI 측에서는 가토 유이치로 주임연구원의 나노 양자광학 연구실이 핵심 주체로 참여한다. 두 그룹은 이전부터 RIKEN의 단일분자 과학(SMS) 프로젝트를 매개로 학술·연구자 교류와 공동실험을 이어왔으며, 이번 파트너랩은 그 협력을 제도화된 장기 체계로 격상한 것이다.

상호보완적 시공간 계측 기술의 결합

두 기관이 결합하려는 핵심은 서로 다른 축을 담당하는 계측 역량이다. IBS 양자변환 연구단은 단일분자 나노분광과 양자상태 제어를 바탕으로 나노미터 수준의 공간 분해능을 확보한 관측 기술을 갖추고 있다. 반면 RIKEN 연구진은 1펨토초(10⁻¹⁵초), 즉 1000조분의 1초 단위로 분자 변화를 포착하는 초고속 시간 분해 기술에 강점이 있다. 어느 한쪽만으로는 공간이나 시간 중 한 차원에서 정보가 결락되는 한계가 있었는데, 두 기술을 결합하면 분자·나노 계면에서 양자상태가 어떻게 변화하고 에너지가 어떤 경로로 이동하는지를 시공간 양 차원에서 동시에 추적할 수 있다.

연구 인프라와 구체적 목표

RIKEN PRI는 공동연구 공간과 첨단 실험장비·시설을 제공하며, 자체 슈퍼컴퓨터 '호쿠사이(HOKUSAI)'의 계산 자원도 지원한다. 연구진은 이를 활용해 단일분자·나노 스케일 양자과학 분야에서 공동 실험과 이론 계산을 병행할 예정이다. 두 기관의 연구 목표는 양자상태의 전이 메커니즘과 에너지 변환 과정을 규명하는 것으로, 기초과학적 탐구에 초점을 맞추고 있다. 출범 전날인 10월 5일에는 전남 담양에서 SMS 학술행사가 열려 양국 연구자들이 기존 성과와 향후 공동연구 주제를 공유했다.

IBS 글로벌 파트너랩 확장 현황

IBS는 2025년 미국·스위스·영국 연구기관에 각각 파트너랩을 열어 총 3곳을 운영하기 시작했으며, 2026년 들어 RIKEN 니시나센터와 이번 PRI에 잇달아 파트너랩을 추가해 현재 총 5곳을 운영 중이다. 글로벌 파트너랩 프로그램은 국내 연구진이 해외 주요 기초과학 기관에 장기 협력 거점을 구축하는 방식으로 설계돼 있어, 단발성 교류가 아닌 지속 가능한 연구 생태계 형성이 목적이다. 다만 파트너랩의 구체적인 연구 성과나 논문 산출에는 일정 기간의 준비와 실험 시간이 필요하며, 실질적 결과물이 나오기까지는 수년이 소요될 것으로 예상된다.