▣ 양자통신속도를 크게 높히고 미래 양자 논리 프로세스에서 핵심적인 요소가 될 것으로 전망

양자암호학이나, 컴퓨터계산, 원격이동 등과 같은 응용의 중심에는 "얽힘(entanglement)"이라고 알려진현상이 있다. 두 개의 광자중 한개의 특성이 쌍을 이룬 다른 광자의 거리에 상관없이 의존할 경우 이 광자들은 얽힌 상태이다.

프랑스 국립 과학 연구 센터(CNRS)와 의 폴란드 바르샤바대학 물리학과의 과학자들은 현재보다 20배나 더 밝은 새로운 얽힌 광자 소스를 공동 개발하였다. 이 연구성과는 7월 8일자로 Nature지에 소개되었다

[그림] 마이크로미터단위의 두 기둥이 "광자 분자(photonic molecule)"를 형성하기위해 커플링되고 있다. 반도체 양자점이 한 기둥(밝은 점으로 보임)에 들어간다. 이 이미지의 아래쪽은 요소에 의해 방출된 얽힌 광자의 방사패턴을 보여주고 있다.


이번에 개발된 이 기기는 양자통신속도를 크게 높히고 미래의 양자논리과정의 핵심을 이룰 것으로 보인다. 프랑스 파리 및 일본 동경에서 광자를 집었는데, 만약에 광자들이 얽히면 광자들은 상호 의존적이 되어, 얽힌 광자중 한 개의 특성을 측정하면 떨어진 거리에 상관없이 다른 광자의 특성을 곧바로 알 수 있게 된다. 이런 신비한 “얽힘” 현상은양자암호학이나, 컴퓨터계산, 원격이동 등다양한 응용범위를 가진다.

보통 연구자들은 다루기 쉬운 얽힌 양자쌍들의 근원을 이용한다. 하지만 밝기가 너무 낮았다. 100 개 중 1개 미만의 파동만이 얽힌 광자쌍을 가지고 있다. 양자통신을 위한 속도에 턱없이 부족하다. 게다가 이러한 근원들의 크기는 마이크로시스템에 쉽게 통합되지 않는다.


장기적으로 봤을 때 연구진은 파동(pulse) 당 한쌍의 광자에 가까운 속도까지 다다라야 한다. 이 기기는 얽힌 광자쌍의 전자발광 다이오드를 만들 수 있는 것도 특징이다. 이 생성속도는 거의 1기가헤르츠(1억헤르츠)에 이른다. 게다가 이번 연구진은 이러한 광자분자의 활용이 방출된 광자의 얽힘의 정도를 크게 높힐 수 있다는 점도 입증했다.


[양자점]

양자점이란 반도체 물질의 나노결정으로서 보통 20나노미터의 크기를 가진다. 이 크기덕에 양자점은 파텐셜 웰(potential well)처럼 행동한다. 즉 반도체안에서 거의 수십나노미터정도의 3차원적 공간안에 전달자를 제한하는 것이다. 이러한 제한은 양자점이 원자와 같은 특성을 갖도록 한다.


[발표문헌] Adrien Dousse, Jan Suffczy%u0144ski, Alexios Beveratos, Olivier Krebs, Aristide Lemaitre, Isabelle Sagnes, Jacqueline Bloch, Paul Voisin, Pascale Senellart. Ultrabright source of entangled photon pairs. Nature, 2010; 466 (7303): 217 DOI: 10.1038/nature09148


URL : http://www.sciencedaily.com/releases/2010/07/100709083843.htm

http://www.physorg.com/news197900557.html

<출처> NDSL, 2010-07-1

Posted by TopARA

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