전자과기대 기초 및 첨단연구원 아볼파즐 바야트(Abolfazl Bayat) 교수팀은 최근 국제저널 'Physical Review Letters'(물리평론 속보)에 'Global sensing and its impact for quantum many-body probes with criticality'라는 연구 성과를 발표했다. 전자과기대 기초 및 첨단연구원 박사후 Victor Montenegro가 논문 제1저자, 박사 후 Utkarsh Mishra가 제2저자,Abolfazl Bayat 교수가 논문 통신 저자이며 전자과기대 기초 및 첨단연구원이 제1저자 단위다.이 논문은 양자 기술의 이슈 중 양자 센스를 언급했다.
비고: 'Physical Review Letters'는 물리분야 최상위 국제학술지로 2019년 영향인자는 8.385이다.
심해와 열악한 우주 환경 같은 미지의 영역을 탐색할 때 주변 환경의 제원을 감지해야 하는 탐사선은 주변 환경에 큰 변화가 생겼을 때도 정상 작동한다. 대부분의 일반 센서는 기능 범위가 한정되어 있기 때문에, 이것들 이상으로는 신뢰성 있게 작동할 수 없다. Abolfazl Bayat 교수팀은 센서가 넓은 범위에서 동작할 때의 성능을 계량화할 수 있는 방안을 제시했다.이것은 센서의 최적화를 위해 시스템 방법을 제공했는데, 어떤 비교적 큰 파라미터 범위 내에서 최적의 정밀도로 작동할 수 있다. 이 방법은 임계구역 내 모든 고전적인 센서를 능가하는 양자 다입자 센서에 쓰인다. 이 방법은 외부 자기장의 강도를 최적화해 센서가 임계 지역 근처에서 계속 작동하도록 할 수 있다. 또 단일 양자 다입자 센서를 최적화해 여러 개의 독립된 인자가 동시에 큰 범위에서 어떻게 변화하는지를 신뢰성 있게 측정할 수 있도록 했다.
위의 사진은 이러한 방법을 간단하게 묘사하였다. 양자 다입자 센서의 임계 구역은 서로 다른 위상 분리를 한다. 우리가 관심을 갖는 지역은 아마도 매우 넓고, 이 임계구역에서 멀리 떨어져 있을 것이다. 센서는 임계 지역에서만 최적의 방식으로 작동한다.센서의 외부 제원을 최적화함으로써 관심 영역을 임계 지역을 따라 최적의 위치로 이동할 수 있다.
이 제안은 다입자 상호작용 시스템에 기반한 차세대 양자 센서에 우리가 더 큰 인자 범위에서 전례 없는 정밀도로 각종 환경 변수를 측정할 수 있는 새로운 경로를 열었다.
출처: 전자 매니아
