ICT/융합

칭화대학, 양자 인터페이스 얽힘수 세계기록 확보

발행일 : 2018 / 05 / 03

최근, 칭화대학 교차정보연구원 돤루밍(段路明) 연구팀은 최초로 25개 양자 인터페이스 사이의 양자 얽힘을 구현하여 양자 인터페이스 얽힘수의 세계기록을 갱신하였다. 해당 성과는 “Science Advances”에 게재되었다.

양자 인터페이스는 양자 정보가 광자와 메모리 입자(일반적으로 원자를 의미) 사이에서 상호 전환을 구현하는데 이용되며 양자 메모리 또는 양자 컴퓨팅 유닛과 광양자 통신 경로 사이의 중요한 인터페이스이다. 양자 네트워크를 볼 때, 양자 인터페이스는 네트워크 인터페이스에 해당되며 양자 인터페이스가 많을수록 더욱 많은 양자 장비를 양자 네트워크에 접속시킬 수 있다. 양자 정보 연구의 최종 목적은 양자 인터넷을 구현하기 위함이며 양자 인터페이스는 양자 인터넷의 기본 요소로서 상호 얽힘 인터페이스가 많을수록 더욱 좋다.

양자 인터페이스는 이처럼 중요하지만 그러나 얽힘수를 증가시키기는 쉽지 않다. 2010년 유명한 양자정보 및 양자광학 전문가 Kimble 연구팀이 4개 양자 인터페이스 사이의 얽힘을 구현한 후 몇 년간 얽힘 인터페이스수 증가 연구에서 중대한 성과를 거두지 못하였다.

연구팀은 자체로 개발한 새로운 2차원 양자 인터페이스 어레이로 관련 기술적 어려움을 해결하여 여러 개의 양자 인터페이스 사이의 얽힘을 간단하게 구현하였다. 연구팀은 빔 서브디비전(Subdivision) 기술을 통하여 자체적 어드레싱(Addressing) 및 5×5 양자 인터페이스 어레이에 대한 코히렌트 조절을 구현함과 아울러 다물체 양자 얽힘 상태를 제작하였다. 25개 양자 인터페이스 사이에서 얽힘 판단 기준을 이용한 실험에서 적어도 22개 이상의 실제 얽힘이 존재함이 고신뢰적으로 입증되었다. 이는 세계기록을 갱신한 얽힘수이며 또한 첫 양자 네트워크 구축 과정의 중요한 이정표이다.