| 고효율적 고차원 양자 순간이동 달성 | ||
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  중국과학기술대학교 Guo Guang-can(郭光燦) 연구팀의 Li Chuan-feng(李傳鋒), Liu Bi-heng(柳必恒) 연구그룹은 6광자 시스템을 이용하여 고효율적인 고차원 양자 순간이동을 달성했다. 실험 결과, 양자 간섭의 가시도는 45시간 이내에 98%를 유지하고 고차원 양자 순간이동의 충실도가 59.6%에 달하여 고효율적인 고차원 양자 네트워크 구축을 위한 든든한 기반을 마련했다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 게재되었다. 양자 순간이동이란 "양자 얽힘" 기술을 기반으로 위성망, 광섬유망 등 통신로를 이용하여 물질 자체가 아닌 양자 상태가 지닌 양자 정보를 원격지로 전송하며 장거리 양자 네트워크를 구축하는 핵심 기술이다. 2차원 시스템과 비교할 경우, 고차원 양자 네트워크는 더 높은 통신로 용량, 더 높은 보안성 등 많은 장점을 가지고 있다. 연구팀은 고차원 양자 통신을 달성하기 위해 2016년부터 광자의 경로 자유도 코딩을 이용하여 경로 비트 일관성 문제를 해결하고 고충실도의 3차원 얽힘상태를 구현했다. 경로 차원 확장 문제를 해결하고 3차원 양자 얽힘상태를 구현했으며 경로 자유도 전송 문제를 해결하고 고차원 양자 얽힘상태의 11km 광섬유에서의 효과적 전송 등을 달성했다. 이론적 연구에 따르면, 선형 광학 시스템에서 보조 입자를 이용해야만 고차원 양자 순간이동을 달성할 수 있다. 연구팀은 얽힘 보조 방법을 교묘하게 제안하여 log2d-1개 보조 얽힘 광자쌍을 이용하여 고효율적으로 d차원 양자 순간이동을 달성함으로써 자원 소모 문제를 해결했다. 능동적 피드백 기술을 이용하여 경로 간의 위상 고정을 달성하고 간섭 가시도는 45시간 이내에 98%를 유지함으로써 6광자 시스템을 이용한 3차원 양자 순간이동을 달성했다. 실험 결과, 양자 순간 이동의 충실도는 59.6 %에 달하고 7개 표준 편차로 기존 한계값 1/3을 초과하여 3차원 양자 순간이동 과정의 양자 특성을 입증했다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-12/21/content_459802.htm?div=-1 |
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