| 양자 상전이를 통해 양자 얽힘상태 조작 성공 | ||
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 양자얽힘 상태는 양자 정보, 양자 컴퓨팅, 정밀 측정 등 선도적 과학 분야에서 중요한 의미가 있으며 그 구현은 양자물리의 주요 연구방향이다. 양자역학 기본원리에 의하면 간섭 결과는 다양한 경로 또는 내적상태에 따른 각 입자의 진폭을 결맞음 중첩시켜 얻을 수 있다. 이러한 파동 특성에 기반한 간섭계는 다양한 정밀 측정 물리시스템에 광범위하게 응용되는데 간섭계에 사용되는 입자/광자 수 증가를 통해 간섭계의 신호 대 잡음비를 향상시킬 수 있다. 또한 입자 간 양자 관련을 이용하여 전형적 한계를 뛰어넘는 측정 정밀도를 달성할 수 있다. 현재 이러한 얽힘 상태는 다양한 시스템에서 구현되었다. 가장 양호한 지표는 차가운 원자(cold atoms) 시스템에서 획득한 것인데 이에 대응하는 입자수 N은 100만 개에 달하거나 초과할 수 도 있다. 이른바 최대 얽힘 상태인 NOON상태와 Dicke상태에서 하이젠베르크 한계(Heisenberg limit)에 근접한 측정 정밀도를 달성할 수 있지만 현재 이러한 양자 상태는 이온, 광자, 핵스핀 시스템에서만 성공시킨 실험보고밖에 없고 최대로 약 10개 입자를 대응시켰다. 최근, 칭화대 유리(尤力) 연구팀은 국가중대과학연구계획 양자제어 연구프로젝트－“차가운 원자와 쌍극자 양자 가스 특성 및 제어” 연구에서 양자얽힘 트윈 포크(Twin-Fock) 상태의 원자 보즈-아인슈타인 응축물(Bose-Einstein condensate, BEC)을 만드는데 성공하였다. 이는 1종 원자가 2개 모드에서 동일한 입자 수를 보유한 다중 입자 얽힘(multiparticle entanglement) Dicke 상태이다. 현재 해당 실험 플랫폼은 40 초 내에 결정적으로 하나의 약 10,000 개 입자로 구성된 다중 입자 얽힘 상태를 형성할 수 있다. 아울러 비얽힘 초기상태에서 Twin-Fock 상태 응축물로의 전환효율은 96±2 %에 달한다. 해당 연구는 최초로 양자 상전이를 다중 입자 양자얽힘 상태를 형성하는 효과적 수단으로 이용할 수 있음을 입증하였다. 해당 연구 논문은 2017년 2월 10일에 ‘Science’ 학술지에 발표되었다. 정보출처 : http://www.most.gov.cn/kjbgz/201703/t20170331_132274.htm |
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