ICT/융합

세계 최초로 드론 기반 양자얽힘 분배 달성

발행일 : 2020 / 02 / 04

난징(南京)대학 주스닝(祝世寧), 셰전다(謝臻達), 궁옌샤오(龔彥曉) 연구팀은 2년간 연구를 거쳐 세계 최초로 드론 기반 양자얽힘 분배를 달성했다. 이로써 무게가 약 35Kg인 8축 회전익 드론이 천천히 상승하여 수십 미터 높이에 도달했을 때 100m 떨어진 지면의 A, B 두 점에 한 쌍의 얽힘 광자를 방출할 경우 2개 광자는 대기 난류, 빗물, 햇빛 등의 간섭을 받은 후에도 거의 완벽하게 지면에 도달할 수 있게 되었다. 해당 성과는 “National Science Review”에 게재되었다.

기존의 양자얽힘 분배는 주로 광섬유 기반 링크, 위성과 지면 사이의 자유 공간에서 분배 전송 등 두 가지 방법이다. 드론을 이용한 양자얽힘 분배는 쾌속 기동, 요구에 따른 네트워킹, 쉬운 확산, 저원가 등 특성을 보유하고 있다. 2017년부터 연구팀은 난징, 스자좡(石家莊), 란저우(蘭州) 등 지역에서 실험을 수행하여 최종적으로 드론 기반 양자얽힘 분배를 달성했다.

해당 8축 회전익 드론은 10Kg의 양자통신 시스템을 탑재할 수 있다. 측정 결과 A, B 두 점 광자얽힘 상태의 벨 부등식 S값은 2.49에 도달하여 양자얽힘 분배에 성공했다.

실험 결과, 전송 링크는 안정적이고 소모가 비교적 적다. 양자얽힘 분배는 양자통신의 주요 방법이다. 실험 성공은 드론을 이용하여 양자통신 네트워크를 구축할 수 있음을 의미한다. 해당 실험 성공은 드론에 탑재된 고성능 통합화 양자얽힘 광원, 광신호 수신/발송 통합화 시스템 등과 갈라놓을 수 없다. 실험 결과에 의하면 단일 광자 측정은 대낮, 비오는 날 등 다양한 기상조건에서 정상적으로 수행할 수 있다. 이는 드론 기반 양자얽힘 분배를 통해 양자통신 네트워크를 언제 어디서든 요구에 따라 커버리지할 수 있음을 의미한다.

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