빛의 편광 현상을 이용하여 양자 정보의 기본 단위인 큐비트(Qubit)의 개념 이해를 돕는 VR 실험실 프로그램을 개발하였다. 구체적으로는 광학 실험 장치를 가상현실에서 구현하고, 이들을 적절하게 배치하여 빛의 편광 현상 및 단일 큐비트와 관련한 실험 수행이 가능하도록 설계하였다.
본 작품은 VR 컨트롤러를 이용하여 레이저, 파장판, 편광 빔스플리터와 같은 광학 실험 장비를 학생이 직접 배치하고, 양자역학적인 현상을 쉽게 관찰할 수 있도록 돕는다. 이를 통해 복잡한 수학이 요구되는 양자정보이론을 직관적으로 설명할 수 있으며, 구체적으로는 양자정보이론 교재의 초반부에 등장하는 파울리 게이트, 아다마르 게이트, 위상 지연 게이트 등의 개념을 설명할 수 있을 것으로 기대된다.
정밀한 광학 실험 장치를 구성하기 위해서는 높은 비용이 요구된다. 수십 만 원에 이를 정도로 비싼 부품들을 이용한 실험실 교육은 특권을 지닌 극소수의 사람들만 경험할 수 있는 것이었다. 하지만 본 작품과 같은 VR 연구실의 보급을 통해 이러한 문제를 해결할 수 있다. 특히, VR 장비의 보급이 가속됨에 따라 이와 같은 교육용 VR 소프트웨어는 과학의 대중화에 크게 기여할 것이다.
본 프로그램은 Unity XR Interaction Toolkit을 사용하여 개발되었기 때문에 Oculus사, HTC사, Microsoft사 등의 업체에서 개발한 대다수의 VR 기기와 호환이 가능하다. 또한 광학 실험에서 오랜 시간이 걸리는 광학 장비의 축 정렬 과정을 자동화하여 실제 실험에 비해 월등히 빠르게 실험 장비를 조작하고 그 결과를 확인할 수 있다. 마지막으로, 가상의 실험 장비인 ‘편광 확인 장치’를 도입하여 편광 현상의 중간 과정을 손쉽게 확인할 수 있어 더욱 편리하다.