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세계 최초로 양자 정보 마스킹 실험적 구현
  • 등록일2021.05.08
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중국과학기술대학교 Guo Guangcan(郭光燦) 원사 연구팀의 Li Chuanfeng(李傳鋒), Xu Jinshi(許金時) 등은 상라오(上饒)사범대학 Li Bo(李波), Liang Xiaobin(梁曉斌) 및 난카이(南開)대학교 Chen Jingling(陳景靈) 등과 공동으로 실험을 통해 광양자 정보의 마스킹을 달성하여 성공적으로 양자 정보를 비국소적인 양자 얽힘 상태에 마스킹하였다. 해당 연구 성과는 국제학술지 "Physics Review Letters"에 게재되었다.

최근 개발된 정보 처리 프로토콜인 양자 정보 마스킹은 양자정보를 단일 양자 캐리어에서 여러 캐리어 사이의 양자 얽힘 상태에 완전히 전송시킴으로 단일 캐리어에서는 아무런 정보도 추출할 수 없다. 2018년의 한 연구에 따르면 모든 양자 상태에 적용되는 양자 정보 마스킹을 달성할 수 없지만 다행히도 마스킹할 수 있는 양자 상태는 여전히 풍부하다. 양자 정보 마스킹은 양자 비밀 공유, 큐비트 약속 등 실제 양자 정보 작업에서 널리 응용될 뿐만 아니라 양자 정보 보존 등 기본 문제를 이해하는데 도움이 된다.

연구진은 선형 광학 연구 플랫폼을 이용하여 최초로 양자 정보 마스킹을 실험으로 달성했다. 연구진은 광학계의 광자 융합 게이트가 마스킹 조작과 대응 관계가 존재함을 발견하고 광자 융합 게이트를 구축하여 광자 편광상태의 양자 정보 마스킹을 달성함으로써 단일 광자가 휴대한 양자 상태를 이광자의 양자 얽힘 상태 속에 마스킹하였다. 실험 결과, 이론적 값과 비교한 얽힘 상태의 충실도는 97.7%에 달했다. 또한, 양자 정보 마스킹을 기반으로 3자간 양자 비밀 공유를 달성하고, 이를 이용하여 간단한 이미지의 안전한 전송을 완료했다. 기존의 실험 작업을 결합하여 양자 정보 마스킹 조작을 사용하여 결잃음 자유 공간(Decoherence-Free Subspace)을 구축하여 내결함성 양자 통신에서 양자 정보 마스킹의 응용 가치를 입증했다.

정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-05/06/content_467159.htm?div=-1