로스앨러모스 국립연구소의 한 과학자는 변조된 양자 초표면이 광자 양자의 모든 특성을 제어할 수 있다며 이 돌파가 양자정보 통신 센서와 영상 영역은 물론 에너지와 동량 수집 영역에 영향을 미칠 수 있다고 제안했다.이 연구결과는 미국물리학회가 발간하는 '물리리뷰 익스프레스'지에 발표됐다.
"사람들은 경전의 초표면을 연구한 지 오래됐다." 실험실 이론부의 응집 상태 물질과 복잡한 시스템 그룹에서 작업한 디에고 달빗(Diego Dalvit)이 말했다."하지만 시간과 공간에서 양자 초표면을 만드는 광학적 특성을 높여서 필요에 따라 단일 광자의 모든 자유도를 조작할 수 있도록 하는 것이 기본 단위의 빛이라는 새로운 아이디어를 냈다."
초표면은 초박형 구조로 자연계에서 흔히 볼 수 없는 방식으로 빛을 조작할 수 있다.이런 상황에서 일종의 개발진처럼 보이는 십자 회전, 표면 배열할 수 있게 된 후 초과 사용에 대한 전기나 레이저 펄스를 조종하다.그리고 초표면을 통해 광자가 여러 색깔과 경로, 스핀 상태가 겹쳐져 하나의 광자가 이 같은 다른 속성을 한 번이라도 계승할 수 있도록 하는 양자 얽힘이 만들어질 것을 제안했다.
"레이저나 전기 펄스로 초표면을 변조할 때 사람들은 단광자의 굴절 빈도를 제어해 궤적 각도, 전기장 방향, 비틀림 등을 바꿀 수 있다"는 센터의 재료물리 및 응용부문 집적 나노기술이 작동한다는 어벌 아자드(Abul Azad)의 설명이다.
이를 조작해 양자 네트워크에서 전파되는 광자 속 정보를 은행·양자컴퓨터는 물론 지구와 위성 간 모든 것을 코딩하는 데 활용할 수 있다.코딩 광자는 암호학 분야에서 특히 인기가 있다.도청자가 기본적인 물리적 원리를 바꾸지 않고 광자를 들여다볼 수는 없고, 그렇게 하면 발신자와 수신자 정보가 유출됐음을 알릴 수 있기 때문이다.
연구진은 또 양자 초표면을 만들어 진공에서 광자를 추출하는 방법도 연구하고 있다.
"양자 진공은 빈 것이 아니라 눈 깜짝할 사이에 지나가는 가상 광자로 가득 차 있다.변조된 양자 초표면을 통해 사람들은 가상 광자를 효과적으로 추출해 실제 광자쌍으로 변환할 수 있다"고 실험실의 이론 부문 응집 상태와 복잡한 시스템 팀에서 일하는 윌튼 코트 캠은 설명했다.
진공 속에 존재하는 광자를 이용해 한 방향으로 쏘면 반대 방향의 추진력이 생길 수 있다.비슷하게 진공믹스는 뒤틀린 광자에서 회전운동이 일어나야 한다.구조화된 양자광은 언젠가는 기계적 추력을 발생시켜 미량의 에너지만 사용해 초표면을 구동할 수 있게 된다.
출처:전망망
