[신화망 허페이 9월 11일] (쉬하이타오(徐海濤) 기자) 최근 중국 과학기술대학 궈광찬(郭光燦) 원사 연구팀의 리촨펑(李傳鋒), 저우쭝취안(周宗權) 과학자 등이 다중자유도 병렬 다중화(multiplexing) 기반 고체(solid-state) 양자메모리 개발에 성공해 세계 최초로 3개 이상의 다중자유도 기반 다중화 메모리를 실현하고, 시간과 주파수 자유도의 임의 광자 펄스 조작 기능을 선보였다.
해당 성과는 국제 권위 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 실렸다. 현재 지상 안전 양자통신 거리는 광섬유 채널 손실 문제로 인해 100km급으로 제한된다. 양자메모리는 미래 원격 양자통신과 양자 네트워크의 핵심 소자이다. 양자메모리를 기반으로 한 양자 리피터(Quantum Repeater) 방안은 채널 소모를 효과적으로 극복하고 양자통신 작업 거리를 확장할 수 있다.
리촨펑 연구팀은 그간 희토 혼합 결정에 기반한 다중화 양자메모리 실험 연구에 매진해 2015년 최초로 양자의 공간 자유도를 이용해 다중화 양자 메모리를 실현했으며, 해당 연구방향에서 국제 선도 수준을 실현했다. 최근 연구팀은 다중자유도 병렬 다중화 기반의 메모리 방안을 창의적으로 채택하고, 광자의 시간, 공간 및 주파수 자유도를 선택하여 병렬 다중화를 진행, 세계 최초로 3개 이상 자유도의 다중화 양자 메모리를 실현했다. 실험에서 2개 시간 모드, 2개 주파수 모드, 3개 공간 모드를 채택해 총 모드 수는 12개에 달했다. 실험 결과 모든 조작 과정에서 광자를 띤 3차원 공간 양자 상태는 약 89%의 신뢰도(fidelity)를 유지한 것으로 나타났다.
소개에 따르면 양자 메모리 모드 수를 높인 새로운 방법은 양자 네트워크와 양자 USB 메모리 연구개발에 중요한 가치가 있을 뿐 아니라 선형 광학양자 컴퓨팅 등 분야에서도 더 많은 응용이 이뤄질 것으로 전망된다.
원문 출처: 신화사
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