연구실

Q-SPIN (Quantum Semiconductor Photonics and Integrated Nanophotonics) 연구실은 반도체 기반 광소자와 광집적회로를 이용하여 차세대 양자기술과 광정보처리 시스템을 구현하는 것을 목표로 합니다. 특히, 광자를 정보 전달과 연산의 기본 단위로 활용하는 광자 기반 양자정보처리와 집적 광학 플랫폼을 중심으로 연구를 수행하고 있습니다.

현대 정보기술은 점점 더 높은 데이터 처리 속도와 에너지 효율을 요구하고 있으며, 이러한 요구를 충족하기 위해 전자 기반 정보처리를 넘어 광자 기반 정보처리와 양자기술이 중요한 대안으로 떠오르고 있습니다. 저희 연구실은 이러한 흐름 속에서 반도체 공정 기반의 광집적회로(Photonic Integrated Circuits, PICs) 를 핵심 플랫폼으로 활용하여, 광원, 검출기, 변조기, 파동가이드 등 다양한 광소자를 하나의 칩 위에 집적하고 이를 이용한 복잡한 광회로 및 양자광학 시스템을 구현하는 연구를 수행하고 있습니다.

저희 연구실의 연구는 크게 세 가지 방향으로 진행됩니다.
￭ 첫째, 반도체 기반 집적 광원과 양자광원 개발입니다. 실리콘포토닉스 반도체 레이저, 2차원 소재 기반 단일광자원, 집적형 압축광원 등 CMOS 공정과 호환 가능한 광원 기술을 개발하여 차세대 광집적회로의 핵심 구성 요소를 구현합니다.

￭ 둘째, 대규모 광집적회로 기반 양자광학 및 양자정보처리 기술입니다. 광자 간 간섭과 얽힘을 이용하여 양자 상태를 생성하고 제어하는 집적 광회로를 연구하며, 광자 기반 양자컴퓨팅 및 양자통신에 필요한 핵심 기술을 탐구합니다.

￭ 셋째, 광집적회로 기반 고속 광정보처리와 광인터커넥트 기술입니다. 데이터센터와 AI 시스템에서 요구되는 초고속 데이터 전송을 위해 광집적회로 기반 optical interconnect 기술을 연구하며, 실용적인 광정보처리 플랫폼을 개발합니다.

이러한 연구를 위해 저희 연구실은 광집적회로 설계, 반도체 공정, 고전 및 양자광학 측정 기술 등 다양한 분야의 기술을 통합적으로 활용하고 있습니다. 또한 국내외 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 연구실에서 개발된 기술이 실제 산업 현장에서 활용될 수 있도록 하는 것을 중요한 목표로 하고 있습니다.

궁극적으로 Q-SPIN 연구실은 광자 기반 정보기술의 새로운 패러다임을 제시하고, 차세대 양자기술과 광정보처리 시스템의 핵심 하드웨어 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 합니다.

광집적회로, 양자기술, 광연결, 반도체공정