| 500㎞ 이상의 현장 광섬유 양자통신 신기록 경신 | ||
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  최근 중국과학기술대학 Pan Jianwei(潘建偉) 교수가 이끄는 연구팀은 지난(濟南)양자기술연구원 Wang Xiangbin(王向斌) 등과 공동으로 현장 장거리 고성능 단일 광자 간섭 기술을 확보를 토대로 두 가지 기술방안을 채택해 각각 428㎞와 511㎞의 트윈필드 양자암호키분배(TF-QKD)를 달성해 현장 무중계 광섬유 양자암호키분배 전송 거리의 세계 신기록을 경신했다. 해당 연구 성과는 국제 저명학술지 “Physical Review Letters”와 “Nature Photonics”에 각각 게재됐다. TF-QKD 신기술은 원거리 양자통신 실현에 적합하지만 양자신호가 매우 취약해 실제 응용장면에서 음향, 진동, 온도 변화 등의 간섭을 받을 수 있다. 또한 광케이블의 열팽창·냉수축 효과 및 동일 광케이블 중 다양한 광섬유 간의 신호 크로스토크 등으로 인해 현장 원거리 양자암호키분배는 매우 어렵다. Pan Jianwei 연구팀은 산둥(山東) 지난(濟南)과 칭다오(青島)를 잇는 “지칭(濟青)간선” 현장 광케이블에서 Wang Xiangbin이 제안한 “송출—불송출” TF-QKD 프로토콜에 기반해 클록 주파수(clock frequency) 전송 기술 및 레이저 주입-잠금(Injection-locked) 기술을 개발하여 현장에서 수백㎞ 떨어진 2개 독립적 레이저의 파장을 동일하게 잠궜다. 또한 현장의 복잡한 링크 환경을 감안해 광섬유 길이 및 편광(polarization) 변화 실시간 보상시스템을 개발하고 양자암호키분배 광원의 파장을 정밀 설계하는 등 협대역 필터를 통해 크로스토크 잡음을 제거했다. 그리고 중국과학원 상하이마이크로시스템·정보기술연구소가 개발한 고계수율 저잡음 단일 광자 검출기를 결합해 현장 무중계 광섬유 양자암호키분배의 안전적 코드생성 거리를 500㎞ 이상까지 확장했다. 상기 연구 성과는 현장 광섬유 무중계 양자암호키분배 거리의 세계 신기록을 창조했는데 500㎞ 이상의 광섬유 코드형성률은 기존의 무중계 양자암호키분배에서 제한적인 코드형성률 한계를 초과함으로써 실제 환경에서 TF-QKD의 타당성을 입증함과 아울러 장거리 광섬유 양자 네크워크 구축에 기반을 마련했다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/6/460159.shtm |
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