이번 연구 결과는 이차원 반도체에서 엑시톤 형성 과정에 대한 이해를 높이고, 이를 기반으로 한 양자정보 기술을 한층 발전시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이를 활용한 이차원 반도체의 양자정보 소자 개발 가능성이 기대되어 왔지만, 현재까지 엑시톤이 형성되는 과정에서 시간이 지나면서 발생하는 전자의 결맞음과 결어긋남(decoherence)에 대한 이해는 부족했다.

이에 이재동 교수팀은 이차원 반도체 물질을 대상으로 시분해 각도분해 광전자분광의 이론 계산을 진행했다.

그 결과, 엑시톤이 형성되는 동안 플로케 상태가 동시에 만들어지고, 이 두 상태가 결합해 새로운 양자 상태가 형성되는 것을 확인했다.

또한, 이 과정에서 양자 얽힘이 발생하는 메커니즘을 규명하고, 실시간으로 양자정보를 추출, 전개, 제어할 수 있는 방법을 제시했다.

DGIST 화학물리학과 이재동 교수는 “이번 연구를 통해 엑시톤-플로케 합성 상태라는 새로운 양자 상태를 발견했고, 동시에 양자 얽힘과 양자정보 추출에 대한 새로운 메커니즘을 제시했는데, 향후 이차원 반도체에서의 양자정보 기술 연구에 기여할 것으로 보인다"고 밝혔다.

UNIST 물리학과 박노정 교수는 “이번 연구는 양자컴퓨터를 비롯한 양자정보기술의 새로운 패러다임이 될 것이며, 그 구현을 위한 중요한 도약이 될 것으로 기대한다"고 말했다.