우리나라 과학자들은 고차원 양자 얽힘 상태의 최적 검사를 실현한다

11월25일 과기일보 허페이(오장봉 기자)에 따르면 궈광찬 원사팀은 리촨펑·류필항 연구팀이 손잡고 처음으로 고차원 양자결핍 상태의 최적 검사를 실시했다.관련 성과는 국제 유명 저널 '물리평론 속보'에 발표됐다.
 
양자 얽힘은 양자 정보 과정의 핵심 자원이고, 어떻게 양자 얽힘이 만들어지고 검출되는지는 양자 정보 분야의 기본 임무다.그러나 시스템차원 수와 입자 수 증가에 따라 양자태층분석 기술인 양자 얽힘 상태를 측정하는 전통적인 방법으로 소비되는 자원의 양이 늘어나기 때문에 실험에서 확장성이 없다.연구진은 고차원 엉킴 검사라는 난제를 해결하기 위해 진도에 기초한 엉킴 목격 방법으로 32차원 양체 최대 엉킴 상태를 측정해 세계 최고 수준의 보안을 유지한 바 있다.하지만 비최대 고차원적 얽힘에 대한 보진도 기반의 얽힘 목격법은 편치 않다.
 
이 어려움에 대해 연구진과 이론 협력자들은 양체자 얽힘 검사법을 최고로 제시했는데, 이 방법은 모든 양체자 얽힘에 적용된다.이들은 이 방법의 적절성을 검증하기 위해 다양한 유형의 고차원 양자 얽힘 상태를 교묘히 만들고, 이 양자 얽힘에 대한 랜덤 측정 등의 작업을 수행해 최적의 양자 얽힘 검사를 실현했다.실험 결과 4차원이나 3차원에서는 진도에 기초한 엉킴 목격기법으로 검사할 수 없는 양자 얽힘 상태를 새로운 방법으로 3개의 측정기만으로 인증할 수 있었다.
 
이 성과는 양체 고차원 엉킴 상태의 검사 문제를 해결하고, 각종 고차원 양자 정보 과정과 고차원 시스템에서의 양자 물리 기본 문제를 연구하기 위한 중요한 기초를 다졌다.