| 단일 광자원 소자에서 강도 압축 관찰 | ||
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  중국과기대 PAN Jian-wei(潘建偉), LU Chao-yang(陸朝陽) 등은 해외 학자들과 공동으로 고순도, 높은 불확정성, 고효율을 동시에 보유한 단일 광자원 소자에서 강도 압축을 관찰함으로써 단일 광자원 기반 양자정밀측정에 토대를 마련했다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 게재됐다. 미국 물리학회 웹사이트는 "완벽한 단일 광자원"이란 제목으로 해당 성과를 하이라이트로 보도했다. 단일 광자원은 광양자 정보 기술의 핵심 소자일 뿐만 아니라 양자정밀측정의 주요 자원이다. 양자정밀측정의 주요 연구 방향은 제한된 입자 탐측으로 유발되는 통계 변동, 다시 말해서 산탄잡음을 줄이는 것이다. 압축상태는 산탄잡음을 억제하는 다른 하나의 양자 자원이다. 양자기술의 발전과 더불어 하이젠베르크 불확정성 원리의 제한 하에 1쌍의 켤레량(conjugate amount)(예를 들어 위치와 운동량, 시간과 에너지 등)의 상대적 크기를 조절하여 측정할 물리량의 불확정성을 감소시킬 수 있다. 그 중에서 강도 압축으로 불리는 압축 상태가 있는데 해당 상태는 광자수 변동을 산탄잡음 이하로 감소시킬 수 있다. 1979년, 해외 학자들은 이론적으로 단일 2준위계 공명형광 중에서 강도 압축을 관찰할 수 있다고 예측했다. 이론 분석 결과, 다중 광자원의 강도 압축을 직접 탐측하려면 매우 높은 형광 시스템 효율이 요구된다. 하지만 공명형광의 생성, 추출 및 수집 등 과정에서 광자수가 손실되기에 강도 압축의 직접 관측은 매우 어렵다. 연구팀은 고품질 단일 광자원을 개발한 후 공명형광의 직접 측정을 통해 0.59dB의 강도 압축을 입증했는데 제1 대물렌즈 위치의 압축량은 3.29dB에 달했다. 이는 2000년, 양자점 단일 광자원을 구현한 후 최초로 해당 시스템에서 직접 관측한 강도 압축으로써 단일 광자원 기반 조건 없이 고전적 한계를 초월하는 정밀 측정에 과학적 기반을 마련함과 아울러 매우 약한 광출력 조건에서 발광강도 국제 기본단위 칸델라를 정의하는데 새로운 경로를 제공했다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-10/19/content_455263.htm?div=-1 |
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