| 주문형 판독 가능한 집적형 고체 양자 메모리 구현 | ||
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  중국과학기술대학교 Guo Guang-can(郭光燦) 소속 Li Chuan-feng(李傳鋒), Zhou Zong-quan(周宗權) 연구팀은 세계 최초로 주문형 판독이 가능한 집적형 고체 양자 메모리를 구현함으로써 대용량 양자 저장, 양자 네트워크 구축 분야에서 중요한 성과를 달성했다. 해당 성과는 "Physics Review Letters"에 게재되었다. 양자 메모리는 대규모 양자 네트워크 구축을 위한 핵심 소자이다. 양자 메모리 기반 양자 리피터 또는 양자 디스크는 통신로 손실을 효과적으로 극복하고 양자 네트워크의 작동 거리를 연장시킬 수 있다. 연구팀은 오랫동안 희토류 도핑 결정체 기반 고체 양자 메모리 연구에 주력했으며 저장 용량을 향상시키고 응용 수요를 충족시키기 위해 최근 몇 년 동안 레이저 다이렉트 라이팅(Direct writing) 기술을 개발하여 희토류 도핑 결정체에 기반하여 집적형 양자 메모리를 제조했다. 주문형 판독은 광자가 메모리에 기록된 후 수요에 따라 판독 시간을 결정하는 것으로 양자 네트워크에서 동기 연산 등 기능을 달성하는 데 필수적이다. 그러나 기존의 집적형 고체 양자 메모리는 모두 간단한 원자 주파수 빗 솔루션을 기반으로 하며, 판독 시간은 광자가 기록되기 전에 미리 설정되어 주문형 판독이 불가능하다. 연구팀은 개선된 양자 메모리 솔루션 즉, 전기장 변조 원자 주파수 빗 솔루션을 채택하고 두 개의 전기 펄스를 도입하여 스타크효과(Stark effect)를 이용하여 희토류 입자의 진화를 실시간 조종함으로써 메모리의 판독 시간을 제어했다. 연구팀은 먼저 펨토초 레이저를 이용하여 유로퓸이 도핑된 이트륨 실리케이트 결정체 표면에 "평면 광 도파관"을 제조한 다음 "평면 광 도파관"의 양 측에 두 개의 표면 전극을 가공하여 저장 과정을 조종하고 주문형 판독을 달성했다. 광 도파관의 삽입 손실은 1데시벨 미만으로 집적형 고체 양자 메모리의 최적 수준이다. 메모리 충실도는 99.3%±0.2%로 연구팀이 2012년에 블록 결정체에서 달성한 메모리 충실도의 최고기록(99.9%)에 가깝다. 이는 해당 집적형 양자 메모리의 높은 신뢰성을 나타낸다. 정보출처 : https://www.cas.cn/cm/202101/t20210105_4773469.shtml |
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