광통신 컴퓨터 구현 '청신호'...IBS, 광신호 전자소자 신호 병목현상 해소

기초과학연구원(IBS·원장 김두철)이 광신호 기반 전자소자의 신호 병목현상을 개선하고 정보처리 속도를 40배 높이는 기술을 개발했다. 기존 기술 난제 해결로 광통신 컴퓨터 구현이 크게 앞당겨질 전망이다.

IBS는 최원식 분자분광학 및 동역학 연구단 부연구단장 연구팀이 나노 안테나를 무분별 배열해 광신호 전자소자 병목현상을 해소하는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

IBS가 개발한 광신호 기반 전자소자 기술로 동시에 6개의 마이크로프로세서에 플라즈몬신호를 전달하는 모습.
IBS가 개발한 광신호 기반 전자소자 기술로 동시에 6개의 마이크로프로세서에 플라즈몬신호를 전달하는 모습.

광신호 전자소자는 광신호를 사용해 정보의 전송 속도를 극대화할 수 있는 소자다. 광신호를 플라즈몬(자유전자가 집단 진동해 생기는 입자) 전기신호로 변환해 정보를 전달하는 방식이다. 기존 전기신호만 사용하는 소자보다 수백배 빠른 전송속도를 구현할 수 있다.

하지만 광신호를 전기 신호화 할 때 병목현상이 발생해 제 성능을 내기 어려웠다. 플라즈몬 유도에 나노 안테나를 이용하는데, 동시에 여러 개의 신호를 처리할 수 없기 때문이다. 많은 나노 안테나를 일렬로 세워 플라즈몬을 유도했다.

연구팀은 나노 안테나를 무질서하게 배치하는 방식을 썼다. 플라즈몬을 다중 산란시켜 각각의 나노 안테나가 독립된 역할을 하게 했다. 이후 플라즈몬의 움직임 패턴을 계산해 원하는 위치로 보낼 수 있도록 했다.

최원식 IBS 분자 분광학 및 동력학 연구단 부연구단장
최원식 IBS 분자 분광학 및 동력학 연구단 부연구단장

연구팀은 이 기술로 나노안테나의 정보 전송 대역폭을 기존 대비 40배 넓게 쓸 수 있다고 설명했다. 동시에 6개의 마이크로프로세서에 플라즈몬 신호를 전송하는 것에도 성공했다. 기존 방식으로는 동시에 3개 이상 신호를 전달할 수 없었다.

최원식 부연구단장은 “초고속 광통신으로 전자소자를 연결하고 전송 속도를 높이는 기술을 개발했다”면서 “앞으로 광통신 컴퓨터를 구현해 연산 및 전송 속도를 대폭 높일 수 있을 것”이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com