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2012년 4월 28일 토요일

한 걸음 더 실현에 다가선 양자 통신



 양자 컴퓨팅에 대한 수많은 연구가 진행중인 요즘, 독일의 막스 플랑크 연구소를 중심으로한 과학자들은 양자 통신을 구현하는데 있어 중요한 관문을 넘어서는 데 성공했다고 합니다. 게르하르트 렘페 교수 (Professor Gerhard Rempe, director at the Max Planck Institute of Quantum Optics and head of the Quantum Dynamics division  ) 가 이끄는 연구팀은 양자 네트워크 구현의 첫 단계로 원자와 광자 (photon) 을 이용한 통신을 구현했습니다. 


 일반적으로 양자정보는 양자 세계의 미시적 특징상 매우 보존하기 어려우며 복사되지 않습니다. 따라서 정보 저장 및 전송의 용도로는 일반적으로 적합하지 않습니다. 연구팀은 양자 정보를 보존하기 위해서 원자를 거울 사이에 존재하는 optical cavity 에 가두고 여기에 광자를 주입하므로써 광자가 이 optical cavity에서 원자와 상호 작용하면서 일정한 상태로 존재하게 하는데 성공했습니다. 


 이후 정보를 기록하거나 전송하기 위해서 매우 미세한 레이저 빔을 이용해 광자가 다른 공간으로 방출되도록 만드는데 성공했습니다. 이를 통해 광자 + 원자 가 있는 상태와 원자만 있는 상태를 가정 정보를 저장하고 광자의 형태로 정보를 전송하는 기술을 구현한 것입니다. 광자는 60 미터 길이의 광섬율를 따라 다른 optical cavity 시스템으로 전송되었다고 합니다. 


 비록 이 시스템이 상용화 시스템과는 거리가 있기는 하지만 원자 단위에 정보를 기록하고 광속으로 전송하는 일이 가능하다는 것을 실험적으로 입증하므로써 앞으로의 양자 네트워크를 포함한 양자 컴퓨팅에 한단계 더 다가섰다고 이해할 수 있을 것 같습니다. 


 이 연구 성과는 과학 저널 Nature 에 기재되었습니다. 

Journal Reference:

 Stephan Ritter, Christian Nolleke, Carolin Hahn, Andreas Reiserer, Andreas Neuzner, Manuel Uphoff, Martin Mucke, Eden Figueroa, Joerg Bochmann, Gerhard Rempe. An elementary quantum network of single atoms in optical cavities. Nature, 2012; 484 (7393): 195 DOI:10.1038/nature11023


참고

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