KAIST "손상된 양자얽힘 되돌리는 기술 개발 성공"

약한 양자측정을 이용한 양자검증 결과 모식도 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 라영식 교수 연구팀이 '약한 양자 측정'을 양자 얽힘 검증에 도입해 손상된 양자얽힘을 원래대로 되돌리는 기술 개발에 성공했다고 10일 밝혔다.

양자얽힘은 고전 물리로 설명될 수 없는 양자 물리의 고유한 특성으로, 서로 멀리 떨어져 있는 두 입자 중 한쪽의 상태가 결정되는 순간 다른 쪽의 상태가 결정되는 독특한 현상을 나타낸다.

양자얽힘의 존재는 양자 측정으로 검증해야 하지만, 측정 과정 자체가 양자얽힘을 파괴하는 문제가 있어 검증이 끝난 양자얽힘 상태를 차후 양자 기술에 활용하는 데 어려움이 있었다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 양자얽힘을 완전히 파괴하지 않는 약한 양자 측정으로 양자얽힘을 검증하고, 이 과정에서 손상된 양자얽힘을 '되돌림 측정'을 이용해 원상태로 되돌리는 기술을 개발했다.

약한 양자 측정은 양자상태를 측정할 때 가해지는 변화를 줄이면서도 필요한 정보를 얻어낼 수 있는 양자 측정 기술이다.

약한 양자 측정 이후 양자상태에 남아 있는 양자얽힘의 양은 원래의 양보다는 적다. 연구팀은 약한 양자 측정의 역과정에 해당하는 되돌림 측정으로 줄어든 양자얽힘을 원래대로 되돌릴 수 있다는 것을 밝혀냈다.

라영식 교수는 "이번 연구를 활용해 검증된 양자상태를 양자 암호키 분배, 양자 원격 전송과 같은 다양한 양자 기술 분야에 적용할 수 있을 것ˮ이라고 말했다.

KAIST 물리학과 김현진 석박사통합과정 학생이 제1 저자로 참여하고 정지혁, 이경준 석박사통합과정 학생이 공동 저자로 참여한 이번 연구는 저명 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스' 이달 온라인판으로 정식 출판됐다.

jchu2000@yna.co.kr

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