| 중국과학기술대학교, 양자정보로 데이터 전송 구현에 성공 | ||
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이 성과는 중국과학기술 궈장찬(郭光灿) 원사가 이끄는 중국과학원 양자정보중점실험실의 스바오썬(史保森) 연구팀이 고차원 양자 중계연구에서 올린 중요한 성과이다. 광자의 궤도 각운동량은 전자파의 나선형 위상평면에서 생성되며 서로 다른 궤도 각운동량은 서로 다른 광의 강도 공간 분포와 대응하고 있어 무한차원의 완벽한 힐베르트 공간(Hibert space)을 구성할 수 있다. 광자를 궤도 각운동량 공간에 코드화(encoding)하면 광자의 정보 휴대량을 대폭 증가할 수 있다. 이 외, 광자의 고차원적 코드를 이용하면 양자 암호화 키 전송(encryption key transport)의 안전성을 향상시킬 수 있고, 양자 홀그래픽 스텔스(stealth) 텔레포테이션(teleportation), 양자 미러 이미지(mirror image) 고밀도 코딩(Quantum Dense Coding), 홀로그래픽 양자 계산 등 양자 정보 프로토콜(protocol)을 실현할 수 있으며 또한 양자 역학의 기본 과제의 연구에도 응용 가능하다. 장거리 양자 통신의 실현은 일련의 양자 리피터를 필요로 하는데, 이 중에서 양자 메모리 셀(memory cell)은 양자 리피터를 구성하는 핵심이다. 서로 인접한 메모리 셀 사이에 양자 얽힘(quantum entanglement) 을 구축하고, 양자 얽힘 교환 기술을 이용하면 양자 중계를 실현할 수 있어 정보를 전송하는 거리를 늘릴 수 있다. 따라서 대정보량, 장거리적 양자 정보의 전송에서 순차적으로 해결해야 할 핵심적인 과제는 양자의 고차원 얽힘 상태에 의한 메모리이다. 현재로서는 이미 궤도 각운동량 정보를 휴대하는 단일광자의 메모리를 실현하였지만, 궤도 각운동량 얽힘에 의한 메모리 연구는 여전히 연구분야로 남아 있다. 중국과학원 양자정보국가중점심험실의 스바오썬(史保森) 교수는 궤도 각운동량 광자를 휴대한 메모리 연구에 주력해왔다. 2013년 세계 최초로 각운동량을 휴대한 공간 구조를 갖고 있는 단일 광자 펄스의 메모리 실현에 이어, 최근 또 실험을 통해 세계 최초로 광자 궤도 각운동량 얽힘이 2개의 메모리 셀 사이의 저장을 실현하였다. 이는 향후 고차원적 양자 중계 및 장거리-대정보량 양자 정보의 수송에 중요한 의미가 있다. 정보출처 : http://www.ustc.edu.cn/news/mtgz/201502/t20150207_211570.html |
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