| 완전 제어 가능한 새로운 양자 시뮬레이터 개발 | ||
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 최근, 중국과기대 궈광찬(郭光燦) 원사 연구팀의 리촨펑(李傳鋒)은 국외 연구팀과 공동으로 광자의 주파수와 위상을 모두 제어할 수 있는 양자 시뮬레이터를 개발하였다. 또한 프로그래밍 제어를 거쳐 임의적 위상 결잃음(Decoherence) 과정을 구현할 수 있다. 해당 성과는 최근 국제 권위적 학술지 "Nature Communications"에 게재되었다. 기존 컴퓨터의 기본 유닛은 비트(Bit)이며 그 값은 0 또는 1이다. 환경 간섭으로 인하여 비트값은 0에서 1로 변화될 수 있으며 1에서 0으로 변화되면 오류가 발생한다. 그러나 양자 컴퓨터의 기본 유닛은 큐비트(Qubit)이며 0 또는 1의 중첩상태가 존재할 수 있다. 환경 간섭 조건에서 0과 1이 변화되지 않는 상태를 유지하여도 큐비트는 여전히 오류가 발생할 수 있다. 그 원인은 환경이 0과 1사이의 위상 변화를 유발할 수 있기에 전체 큐비트도 따라서 오류가 발생한다. 해당 과정이 바로 위상 결잃음이다. 위상 결잃음 극복은 양자 컴퓨터 개발 과정에서의 가장 큰 어려움으로 되고 있다. 만약 완전 제어 가능한 위상 결잃음 연구 플랫폼을 구축한다면 양자 컴퓨터 개발 과정을 추진시킬 수 있다. 리촨펑 연구팀은 광학 시스템에서 해당 임무를 완성하였다. 연구팀은 단일 광자의 편광(Polarization)을 큐비트로 하고 광자의 주파수를 환경으로 하여 위상변화를 완전히 제어할 수 있는 양자 시뮬레이터를 개발하였다. 연구팀은 교묘한 광경로 설계를 통하여 광자의 주파수 분포를 공간 분포로 전환시킴과 아울러 2종 편광 광선을 2개의 평행 광선속으로 변화시켜 공간광변조기에 주입하였다. 공간광변조기의 프로그래밍 제어를 통하여 광자의 임의적 주파수 분포 및 위상 분포를 구축할 수 있기에 임의적 위상 결잃음 과정을 구현할 수 있다. 연구팀은 위상 결잃음 제어 가능한 양자 시뮬레이터를 이용하여 가로 필드 아이싱(ising) 연쇄와 상호 결합된 큐비트를 연구하여 양자 시뮬레이터의 상자성 위상(Paramagnetic phase), 강자성 위상(Ferromagnetic phase) 및 위상 전이점 등 3종 완전히 다른 위상 결잃음 과정을 전시하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2018-09/03/content_402914.htm?div=-1 |
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