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양자 동향
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노이즈에 적응하는 양자 정밀 측정 실험 - 과기일보 제공

출처:KIC China 발표 시간:2019-11-17 10:57:00 조회 수:
발표 시간:2019-11-17 10:57:00
중국 과학 기술 대학에서 궈광찬(郭光灿) 학술팀 리추안펑(李传锋), 황윈펑(黄运锋) 연구팀이 동료들과 협력하여 선형 광학 시스템에서 실험실에서 측면 소음의 적응성에 대한 얽힘 상태의 일관성을 검증했다. 또한 더 나아가 측면 노이즈에서 얽힌 상태의 양자 측정 정확도가 여전히 표준 양자 한계를 초과할 수 있는지 검증했다. 이 연구 결과는 국제적으로 권위있는 물리학 저널인 <물리평론 스피드보고(物理评论快报)>에 발표되었다.

양자 정보 기술은 양자 상태의 조작을 통해 정보의 안전한 전송 및 저장, 고효율의 수집과 계산이 실현된다. 그러나 양자 시스템은 필연적으로 환경과 상호 작용하여 잡음을 발생시켜 매우 취약한 양자 상태를 초래한다. 잡음에 저항하는 방법은 현재 확장 가능한 양자 정보 기술을 확장시키는 핵심 문제 중 하나이다. 주도적인 피드백과 양자 오류 정정은 유망한 해결책이지만, 과도한 자원 소비로 인해 현재 구현하기 어렵다. 또 다른 효율적이고 편리한 방법은 피동적인 노이즈 콘트롤이며, 이는 특정 노이즈에 대한 양자 상태의 적응성을 정교하게 이용함으로써 달성될 수 있다.
과학연구원들은 매우 효율적이고 제어 가능한 선형 광학 시스템을 사용하여 얽힌 상태의 양자 일관성과 양자의 측면 노이즈에 대한 적응성을 정밀 측정했다. 연구팀은 먼저 측면 잡음 하에서 4 광자 GHZ 얽힌 상태의 일관성 현상을 검증했으며, 동시에 GHZ 얽힌 상태가 잡음에서 진화했을 때 양자 Fisher 정보가 변경되지 않고 유지된 것을 관측했다. 이것의 의미는 그 응용에 참가한 수는 노이즈가 증가해도 측정 양자 정확도는 감퇴되지 않는다는 것이다. 연구팀은 더 나아가 노이즈와 신호를 동시에 탐색침에 적용해 보았는데, 실험결과는 노이즈 강도가 신호와 같더라도 실험에서 준비된 다광자 GHZ 얽힌 상태의 탐색침이 광자수 6에 도달하면 여전히 표준 양자 한계를 초과할 수 있음을 보여주었고 노이즈에 적응하는 양자 정밀 측량 방식의 우수성을 드러냈다.

이 성과는 피동적 노이즈 제어의 실현 가능성을 보여주며, 노이즈 대항 양자 정밀 측량 연구에서 중요한 단계이며, 보다 효율적인 노이즈 방지 해결책을 설계한다.