KAIST, 손상된 양자얽힘 되돌리는 기술 개발

약한 양자측정을 이용한 양자검증 결과.(KAIST 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 손상된 양자얽힘을 되돌리는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 라영식 교수 연구팀이 약한 양자측정을 양자얽힘 검증에 도입해 양자얽힘의 직접적 검증을 진행하고, 이 과정에서 손상된 양자얽힘을 되돌림 측정을 이용해 양자얽힘을 원래대로 되돌리는 기술 개발에 성공했다고 10일 밝혔다.

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

결정되는 순간 다른 쪽의 상태가 결정되는 독특한 현상을 나타낸다. 양자얽힘의 존재는 양자측정을 사용해 검증해야 하나 이러한 측정 과정 자체가 양자얽힘을 파괴하는 문제가 있어 검증이 완료된 양자얽힘 상태를 차후 양자기술에 활용하는 데 어려움이 있었다.

이에 연구팀은 양자얽힘을 완전히 파괴하지 않는 ‘약한 양자측정’을 도입해 양자얽힘을 검증하고 이 과정에서 손상된 양자얽힘을 ‘되돌림 측정’을 이용해 원상태로 되돌리는 기술을 개발했다.

약한 양자측정은 양자 상태를 측정할 때 양자 상태에 가해지는 변화를 줄이면서도 필요한 정보를 얻어낼 수 있는 양자측정 기술이다.

약한 양자 측정을 양자얽힘 검증에 도입할 경우 양자얽힘을 완전히 파괴하지 않고도 양자얽힘이 존재하는지 확인할 수 있다.

라영식 KAIST 교수

라영식 교수는 "이번 연구를 활용하여 검증된 양자상태를 양자암호 키 분배, 양자 원격 전송과 같은 다양한 양자기술 분야에 적용할 수 있을 것ˮ이라고 말했다.

KAIST 물리학과 김현진 석박사통합과정 학생이 제1 저자로 참여하고 정지혁·이경준 석박사통합과정 학생이 공동 저자로 참여한 이번 연구는 정보통신기획평가원 (양자인터넷 핵심원천기술 사업, 대학ICT연구센터지원사업)과 한국연구재단 (양자컴퓨팅 기술개발사업, 중견연구자지원사업)의 지원을 받아 수행됐다.

연구성과는 저명 국제학술지 `사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 온라인 판에 이달 게재됐다.

memory4444444@news1.kr