| 세계 최초의 집적화 다중채널 양자주파수 변환칩 개발 | ||
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  지난(濟南)양자기술연구원과 중국과학기술대학교 연구팀은 세계 최초의 집적화 다중 채널 양자 주파수 변환칩을 개발했다. 다중 채널 양자 주파수 변환칩은 양자 정보 기술 분야, 특히 단일 광자 이미징 및 장거리 양자 메모리 분야에서 매우 중요한 역할을 한다. 해당 칩은 34채널 도파관과 34채널의 광섬유 정렬을 양단 결합 패키징하여 구성되었으며 1,550nm 대역 단일 광자 신호와 1,950nm 대역 펌프 광의 비선형 합 주파수(sum frequency) 생성에 사용된다. 해당 칩은 역방향 양자 교환의 주기적분극반점리튬니오베이트(PPLN, Periodically-poled lithium niobate)에 기반하여 다중 채널 광자의 비선형 주파수 변환을 달성하였으며 주파수 변환 과정에서 광자의 양자 특성이 변하지 않는다. 실험 결과, 해당 칩의 각 채널 1,550nm 신호광의 평균 변환 효율은 60% 이상으로 상업용 단일 채널 PPLN 도파관 칩과 비슷하다. 연구팀은 해당 칩을 이용하여 정렬식 상향변환 단일 광자 탐지기를 개발했다. 각 채널의 평균 탐지율은 23.2 %에 달하고, 평균 다크 카운트(Dark Count)는 557cps에 달하며, 인접한 채널 간의 아이솔레이션(Isolation)은 71dB 이상이다. 양자 주파수 변환칩의 개발은 다중 채널의 차 주파수(Difference Frequency) 변화를 달성하고 원거리 다중 모듈 양자 저장 기술의 발전을 추진함에 있어서 중요한 역할을 한다. 또한, 해당 정렬식 탐지기는 고속 양자키 분배, 우주 레이저 통신, 단일 광자 이미징 및 광선레이더 등 분야에서 광범위한 응용 전망이 있다. 타이틀 그림: (a) 결합 패키징 후의 34채널 PPLNE 도파관, (b) 다중 채널 PPLN 도파관 현미경사진 및 단일 도파관 구조도, (c) 200배 확대된 다중 채널 PPLN 도파관 현미경 사진. 정보출처 : http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202010/t20201014_159158.htm |
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