| 중국과기대, 에너지순환형 양자 고정밀도 측정 최초 실현 | ||
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 최근, 중국과학기술대학교 궈광찬(郭光燦) 원사가 이끄는 중국과학원 양자정보중점실험실의 리촨펑(李傳鋒), 탕젠순(唐建順) 등은 미세한 측정(weak measurement) 기술과 에너지 순환 기술을 결합하여 최초로 전통적인 측정 정밀도 한계를 뛰어넘는 에너지 순환형 미세측정을 실현하였으며 양자의 미세 측정 기술이 고정밀도 측정 영역에서의 뚜렷한 우위를 보여주었다. 해당 연구 성과는 2016년 11월 29일 국제 권위 저널인 “Physical Review Letters”에 발표되었다. 양자의 미세 측정 개념은 1988년 물리학자 Aharonov, Albert, Vaidman가 최초로 제안하였으며 다양한 고정밀도 측정 영역에서 광범위하게 응용하였다. 현재 양자의 미세 측정 기술로 미세한 신호를 수만 배 확대할 수 있다. 그러나 양자에서 미세 측정의 정밀도에 관련하여 여전히 의견이 다양하다. 광학 실험을 사례로 볼 때, 먼저 광자에 적합한 사전 선택과 사후 선택을 설정하고 양자 미세 측정 기술을 통하여 미세한 신호를 확대하고 측정 응답도를 높일 수 있다. 다른 한 면으로 미세한 측정 과정에서의 사후 선택 과정은 소량의 광자만 이용하고 기타 광자는 버린다. 그러나 사용 가능한 광자의 수가 줄면서 양자의 변동으로 인한 산탄 잡음이 측정 정밀도(신호와 소음 비율)를 낮춘다. 양자 미세한 측정의 정밀도가 전통적인 측정 정밀도 한계를 초과할 수 있을지가 최근 몇 년간의 연구 핵심이다. 리촨펑 연구팀은 실험에서 광공동 기술을 이용하여 미세한 측정에서 버려진 광자를 다시 측정 장치에 회수함으로써 측정 광자의 순환 이용을 실현하였으며 이를 통하여 에너지 순환 기술과 미세한 측정 기술을 교묘하게 결합시켰다. 연구팀은 탐측 장치가 변하지 않는 조건에서 각각 전통적 측정 방안, 표준 양자 미세 측정 방안 및 에너지 순환형 양자 미세한 측정 방안을 사용하여 같은 광속의 마이크로 편향각을 정밀하게 측정하였다. 실험 결과, 표준적인미세한 측정 정밀도는 전통적인 측정 정밀도 한계를 뛰어넘지 못하였지만 에너지 순환형 양자의 미세한 측정은 측정 신호 강도를 미세한 측정 신호 강도 표준의 2.4배로 높였으며 측정 정밀도는 전통적인 측정 정밀도 한계의 1.5배이다. 연구 결과에 따르면, 측정 탐침(본 실험에서의 광자)이 순환 이용되는 조건에서 양자의 미세한 측정은 전통적인 측정 방안보다 더욱 높은 정밀도에 달할 수 있다. 이번 연구는 양자 계산학 및 정밀 측정 기술의 발전에 새로운 방향을 제시하였다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/12/362883.shtm |
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