소식

Jun 30, 2023

긴

2023년 4월 19일 이

2023년 4월 19일

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

사실 확인된

동료 검토 출판물

신뢰할 수 있는 출처

교정하다

ICFO로

양자 순간이동(Quantum Teleportation)은 양자 얽힘(Quantum Entanglement)이라는 현상을 자원으로 이용해 멀리 떨어져 있는 두 양자 물체인 송신자와 수신자 사이에 양자 정보를 전달할 수 있는 기술이다.

이 프로세스의 독특한 특징은 두 당사자를 연결하는 통신 채널을 통해 양자 비트(큐비트)를 전송하여 실제 정보가 전송되지 않는다는 것입니다. 대신, 정보는 한 위치에서 파괴되고 두 위치 사이를 물리적으로 이동하지 않고 다른 위치에 나타납니다. 이 놀라운 특성은 고전적인 비트의 전송을 동반하는 양자 얽힘에 의해 가능해집니다.

오늘날 양자 통신 및 양자 네트워크 분야에서는 양자 순간이동에 깊은 관심이 있습니다. 이전에 공유된 얽힘을 사용하여 매우 먼 거리에 걸쳐 네트워크 노드 간에 양자 비트를 전송할 수 있기 때문입니다.

이는 양자 기술을 현재 통신 네트워크에 통합하고 이러한 시스템을 통해 가능한 초보안 통신을 매우 먼 거리까지 확장하는 데 도움이 될 것입니다. 또한, 양자 순간이동은 서로 다른 종류의 양자 시스템 사이, 예를 들어 빛과 물질 사이 또는 서로 다른 종류의 양자 노드 사이에서 양자 정보의 전송을 허용합니다.

양자 순간이동은 90년대 초반에 이론적으로 제안되었으며 전 세계 여러 그룹에서 실험적 시연이 수행되었습니다. 과학계는 이러한 실험을 수행하는 방법에 대한 광범위한 경험을 얻었지만, 확장된 네트워크를 통해 안정적이고 빠른 양자 통신을 허용하는 실용적인 방법으로 정보를 순간 이동하는 방법에 대한 공개 질문은 여전히 ​​남아 있습니다.

그러한 인프라가 현재의 통신 네트워크와 호환되어야 한다는 것은 분명한 것 같습니다. 또한, 양자 순간이동 프로토콜은 정보를 충실하고 더 빠른 속도로 전송하기 위해 순간이동 측정 결과(클래식 비트로 전송)에 따라 순간이동된 큐비트에 최종 작업을 적용해야 한다는 특징이 있습니다. 능동 피드포워드라고 합니다.

이는 최종 작업이 구현될 때까지 큐비트를 저하시키지 않고 저장할 수 있는 양자 메모리라는 장치가 수신기에 필요하다는 것을 의미합니다. 마지막으로, 이 양자 메모리는 송신자와 수신자가 멀리 있을 때 정보 순간 이동 속도를 최대화하기 위해 다중화 방식으로 작동할 수 있어야 합니다. 현재까지 동일한 데모에 이러한 세 가지 요구 사항을 통합한 구현은 없었습니다.

Nature Communications에 발표된 최근 연구에서 ICFO Hugues de Riedmatten의 ICREA 교수가 이끄는 ICFO 연구원 Dario Lago-Rivera, Jelena V. Rakonjac, Samuele Grandi는 광자에서 고체로 양자 정보의 장거리 순간 이동을 달성했다고 보고했습니다. 상태 큐비트, 다중화된 양자 메모리에 저장된 광자.

이 기술에는 메모리의 다중 방식과 함께 순간 이동 속도를 최대화할 수 있는 활성 피드포워드 방식의 사용이 포함되었습니다. 제안된 아키텍처는 통신 채널과 호환되므로 장거리 양자 통신을 위한 향후 통합 및 확장성이 가능합니다.

팀은 커뮤니티 전문 용어로 일반적으로 Alice와 Bob이라고 불리는 두 가지 실험 설정을 구축했습니다. 두 설정은 스풀에 회전된 1km 광섬유로 연결되어 당사자 간의 물리적 거리를 에뮬레이트했습니다.