| 양자 채널용량의 불가성성을 최초로 실험적 검증 | ||
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  중국과학기술대학교 궈광찬(郭光燦) 연구팀 소속 리촨펑(李傳鋒)/탕젠순(唐建順) 등은 최초로 특수한 "영위상화(dephasing) 및 삭제" 양자채널을 설계함과 아울러 실험적으로 구현하였다. 또한 해당 양자채널에서 양자 결맞음 정보의 불가성성(nonadditively)을 검증하였다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 게재되었다. 채널용량은 잡음 환경에서 통신채널의 통신능력을 평가하는 핵심 매개변수이다. 양자채널에 있어 채널용량 개념은 다양한 정보 전송 상황에서 클래식 용량, 프라이빗 용량(private capacity) 및 양자 용량 등 다양한 표현 형식이 있는데 그 중 양자용량은 채널의 양자정보 전송능력을 표시하며 결맞음 정보의 최대치로 정의한다. 과학계는 십여 년의 이론 연구를 거쳐 양자채널의 클래식 용량 및 양자 용량 모두 불가성성을 보유함을 발견하였다. 소위 불가성성이란 사람의 왼쪽 귀와 오른쪽 귀 모두 소리를 듣지 못하지만 두 귀를 함께 사용할시 오히려 매우 또렷이 들을 수 있는 것과 마찬가지다. 양자 채널용량의 불가성성은 이론적으로 충분히 연구되었지만 실험에서 "불가성" 현상을 관측하는 것은 매우 어렵다. 일반 양자채널에서 불가성성 효과는 매우 미약해 실험을 통해 관측하기 어렵다. 불가성성 현상을 실제로 관측하기 위해 연구팀은 실험적으로 "영위상화" 및 "삭제" 성질을 동시에 보유한 양자채널 즉 "영위상화 및 삭제" 양자채널을 구축해 최초로 양자 용량 중 결맞음 정보의 불가성성을 또렷하고도 직접적으로 관측하였다. 연구팀은 n회 다중화 성능을 보유한 양자채널을 구축한 다음 2중 및 3중 다중화 채널 사용시 결맞음 정보는 싱글 다중화 채널에서 측정한 결과와 유의적 차이가 존재함을 발견하였다. 싱글 다중화 채널에서의 결맞음 정보량 측정값이 제로인 상황에서 2중 및 3중 다중화 채널에 결맞음 정보가 여전히 존재하였다. 이는 양자 결맞음 정보의 불가성성을 입증한다. 해당 성과는 양자 결맞음 정보의 불가성성 및 양자 채널 용량 측정 모두에 중요한 의미가 있다. 해당 실험 연구는 정보과학 및 양자기술 분야에 큰 도움이 된다. 연구팀은 "영위상화 및 삭제" 채널을 구축함으로써 양자정보론의 심층적 실험연구에 기반을 마련하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-08/13/content_450621.htm?div=-1 |
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