| 세계 최초로 다중모도 양자 리피터 달성 | ||
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  중국과학기술대학교 Guo Guangcan(郭光燦) 원사 연구팀의 Li Chuanfeng(李傳鋒), Zhou Zongquan(周宗權) 등은 세계 최초로 다중모드 다중화의 양자 리피터 기본 링크를 달성하고, 다중모드 다중화의 양자 통신 가속 효과를 시연함과 아울러 두개 고체 메모리의 양자 얽힘을 달성함으로써 고속률, 대규모 양자 네트워크 구축을 위한 새로운 달성 방법을 제공했다. 해당 연구 성과는 국제학술지 “Nature”에 게재되었다. 장거리 양자 얽힘 전송은 글로벌 양자 통신 네트워크 구축의 핵심 과제이다. 그러나, 광섬유 중 광자수의 기하급수적 감쇠로 인해 지상의 직접 전송 거리는 백킬로미터 수준으로 제한된다. 광섬유를 통해 1,000km 거리에 초당 100억개의 광자를 방출하여 하나의 광자를 받는데 300년이 걸린다. 따라서 장거리 전송을 여러개의 단거리 기본 링크로 나누고, 기본 링크의 두 인접 노드간에 예측 가능한 양자 얽힘을 구축한 다음 얽힘 스위칭 기술을 통해 캐스케이드함으로써 양자 얽힘 거리를 확장하는 양자 리피터 아이디어가 제안되었다. 양자 메모리는 양자 리피터의 핵심 장치로 광자 얽힘상태를 저장하는데 사용되며 인접 메모리가 성공적으로 얽히면 얽힘 교환의 다음 단계가 수행된다. 흡수형 양자 메모리 기반의 양자 리피터 아키텍처에서 양자광원은 양자 메모리와 독립적이므로 해당 아키텍처는 결정적 양자광원 및 다중모드 다중화와 동시에 호환될 수 있다. 해당 아키텍처는 현재 이론적으로 전송 속도가 가장 빠른 양자 리피터 방법이다. 연구팀은 흡수형 양자 메모리를 이용하여 양자 리피터의 기본 링크를 성공적으로 시연했다. 하나의 기본 링크는 두개의 양자 노드 및 중간 중계소 벨상태 측정 장치로 구성된다. 각 양자 노드에는 "견우"와 "직녀" 양자 메모리 외에도 얽힘 광자쌍이 있다. 실험에서, 각 얽힘 광자쌍 중의 하나의 광자가 양자 메모리에 포획되어 저장되고, 각 얽힘 광자쌍의 다른 광자는 광섬유를 통해 중간 중계소 "오작교"로 동시에 전송되어 벨상태를 측정한다. 해당 측량 과정이 바로 얽힘 구축 과정이다. 따라서 “견우”와 “직녀”는 “오작교”를 통해 만남이 없이 성공적으로 얽힘을 구축할 수 있다. 해당 연구 성과는 양자 리피터 기본 링크의 매우 직접적이고 명확한 시연으로 향후 연구를 위한 기반을 마련했다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-06/03/content_469169.htm?div=-1 |
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