최근 중국 과학 기술 대학의 궈 광찬 학자 팀은 양자 저장 및 양자 릴레이 분야에서 상당한 진전을 이루었습니다. 과학 연구팀은 고체 상체 양자 메모리와 외부의 얽힌 광원을 사용하여 두 개의 흡수형 양자 메모리 사이에 예측 가능한 양자 얽힘을 처음으로 달성하였습니다. 이는 다중 모드 양자 릴레이를 시연하여 고속, 대규모 양자 네트워크 구축을 위한 새로운 실현 방안을 제공했습니다. 그 결과는 6월 2일 국제 학술지 “Nature”에 게재되었습니다.
단일 광자가 광섬유 전송 중의 기하급수적인 손실로 인해 양자 상태가 광섬유 중의 전송 거리는 수백 킬로미터 정도로 제한됩니다. 전국적 더 나아가 글로벌 양자 네트워크를 구축하기 위해서는 양자 릴레이 방식을 채택해야 합니다. 그 기본 방식은 장거리 얽힌 전송 작업을 여러 단거리 기본 링크로 분해하는 것입니다. 기본 링크에서 양자 메모리 간의 예측 가능한 얽힘을 설정하고, 그런 다음 얽힘 스왑 기술을 사용하여 양자 얽힘을 목표 거리까지 확장합니다.
수년간의 연구 끝에 과학 연구팀은 흡수형 양자 메모리를 사용하여 양자 릴레이의 기본 링크를 성공적으로 입증했습니다. 하나의 기본 링크는 두 개의 개별 양자 노드와 중간 지점 벨 상태 측정 장치로 구성됩니다. 각각의 양자 노드는 “견우”, ‘직녀”, 양자 메모리 외에도 얽힌 광자 쌍이 있습니다. 실험에서 얽힌 광자 쌍마다 하나의 광자가 양자 메모리에 캡처되고 저장됩니다. 각각 얽힌 광자 쌍의 또 다른 광자는 광섬유를 통해 벨 상태 측정을 위해 중간 지점인 “오작교”로 동시에 전송되며, 측정 과정은 바로 얽힘이 발생하는 과정입니다.
벨 상태 테스트가 성공하면 얽힘 스왑 작업이 성공적으로 완료됩니다. 이는 3.5 미터로 분리된 두 개의 고체 상태 양자 메모리 사이에 양자 얽힘이 설정됩니다. 비록 두 메모리 사이에는 그 어떤 직접적인 상호 작용은 없지만 양자 얽힘이 발생합니다. 양자 릴레이 기본 링크의 시연 실험에서 4가지 시간 모드의 다중화가 실현되어 얽힘 분포의 속도 비율이 4배 증가하고 측정된 얽힘 충실도는 80.4 %에 도달했습니다. 이 작업은 흡수성 양자 저장을 기반으로 양자 릴레이 구축의 타당성을 증명하고, 처음으로 다중 모드 다중화가 양자 릴레이에서 가속 작용을 보여주었습니다.
보고에 따르면 이 성과는 양자 릴레이의 발전 및 연구를 위한 실행 가능한 방향을 열었고, 실용적인 고속 양자 네트워크 구축의 토대를 마련했습니다.
출처 : 신랑재경
발표 시간 : 06-03 08:12
원출처 :이차이왕
