다른색- 포톤의 양자 얽힘

전문가 제언

○ 독립된 포톤들의 얽힘(Entanglement)은 양자정보 과학에서 학문적 관심사일 뿐만 아니라 실질적 응용에서도 매우 중요한 양자역학적 거동이다. 두 포톤의 간섭현상은 독립적인 동일 포톤들을 양자 얽힘 시킬 수 있게 하는 주된 방법이다. 근본적으로 포톤들의 색깔이 다르면 완전한 두 포톤융합이 곤란하기 때문에 색깔이 다른 두 포톤을 양자 얽힘 하는 것은 실현불가능하다. 왜냐하면 포톤은 파동성이 아닌 양자화 된 입자로서 포톤자신과만 간섭하기 때문이다.

 

○ 그런데 최근 중국 과학기술대학의 Timon-Ming Zhao 연구그룹은 색깔이 다른 두 포톤을 시간분해 측정과 얽힘 바꾸기(entanglement swapping)와 전방향능동공급(active feed forward)기법으로 양자 얽힘을 생성하는 방법을 최초로 개발하여 PRL 112(10), 103602(2014) 최근호에 발표하였다. 연구그룹은 양자 얽힘 확인지수 W가 두 진동수 분리 인 경우, 각각 W=-0.37, W= -0.53과 같이, 모두 음수 값이 되어 얽힘 상태가 완벽하게 생성되었음을 확인하였다.

 

○ 한국도 최근 양자정보통신 연구 환경이 빠르게 호전되고 있으나 미국, 일본, Euro, 중국, 싱가포르 등 과학 선진국과의 연구격차가 5년 정도 있는 것으로 평가되고 있다. 현재는 주로 표준과학원, 서울대, 포항공대, 카이스트, KIST, 고등과학원, 한양대 등 대학을 중심으로 양자광학에 대한 연구가 수행되고 있다.

 

○ 포항공대의 김윤호, 홍정기 교수가 Scully와 Druhl이 제안했던 양자지우개(quantum eraser)의 사고실험 검증결과를 PRL 84, 1(2000) 첫 호, 첫 페이지에 게재하였다. KIST의 김용수 박사가 Two-photon 간섭현상을 Optics Express 22(3), 3611(2014)에 발표하였으며 한양대의 정용욱, 이성우, 이진형 교수가 Entanglement swapping 연구결과를 JKPS(2006)에 발표하는 등 양자얽힘연구에서 한국의 연구자들이 선도적 연구역량을 과시하였다. 지금은 기초과학 연구력 강화와 함께 양자암호화통신 시스템 구축을 위한 국가적 연구 로드맵이 조속히 실현되어야 할 때라 생각된다.

저자

Tian-Ming Zhao et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2014

권(호)

112(10)

잡지명

Physical Review Letters

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

10360201~10360205

분석자

윤*중

분석물

• 다른색- 포톤의 양자 얽힘.pdf [321,776 byte]

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