| "뭐쯔호"를 이용해 세계 최초로 양자얽힘 결잃음 실험적 검증 수행 | ||
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 중국과학기술대학 판젠웨이(潘建伟) 연구팀은 미국 캘리포니아공과대학, 호주 퀸즐랜드대학 등 연구팀과 공동으로 "뭐쯔호(墨子号)" 양자과학실험위성을 이용해 중력장이 양자 결잃음(decoherence)을 초래한다고 예언한 이론모형을 실험적으로 검증하였다. 해당 성과는 "최초 발표" 형식으로 "Science"에 온라인으로 게재되었다. 양자역학과 중력이론을 어떻게 융합시킬지에 관한 논의에 실험적 검증이 부재한 현재에 양자위성은 해당 이론을 검증하는데 이상적인 플랫폼이다. 판젠웨이 연구팀은 지구-위성 간 양자상태 분배에 기반해 일련의 혁신적인 실험연구를 수행했다. 중국은 2016년 8월 16일에 세계 첫 양자과학실험위성 "뭐쯔호"를 발사해서부터 2017년 8월까지 1,000km급 지구-위성 양방향 양자얽힘 분배, 지구-위성 양자암호키 분배, 지구-위성 양자순간이동(quantum teleportation) 등 3대 예정된 과학목표를 원만히 완성했다. "뭐쯔호"의 전단계 실험작업 및 기술축적을 바탕으로 연구팀은 세계 최초로 우주에서 중력으로 인한 양자얽힘 결잃음 실험적 검증을 수행함과 아울러 지구 중력장을 통과하는 양자얽힘 광자의 결잃음 상황을 테스트했다. 최종적으로 일련의 교묘한 실험설계 및 이론적 분석을 통해 "사건형식" 이론이 예언한 중력장으로 인한 얽힘 결잃음 현상을 확실하게 배제하였다. 뿐만 아니라 실험 관측 결과에 기반해 기존의 이론모형을 수정 보완했다. 수정 후의 이론에 따르면 500km "뭐쯔호" 궤도높이에서 얽힘 결잃음 현상은 비교적 미약하였다. 심층적인 확실성 검증을 위해서는 향후 더 높은 궤도 실험플랫폼에서 연구할 필요가 있다. 해당 연구는 세계 최초로 양자위성을 이용해 지구 중력장에서 양자역학과 일반상대성이론을 융합시키고자 하는 이론을 실험적으로 검증했는데 이는 관련 물리학 기초이론 및 실험연구를 크게 촉진할 전망이다. 정보출처 : http://www.cas.cn/cm/201909/t20190924_4716249.shtml |
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