| 중국과기대, 최초로 얽힘교환 과정의 자기점검 실험적 구현 | ||
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 최근 중국과기대학 궈광찬(郭光燦) 연구팀은 양자얽힘상태의 비국소성 및 Bell 기반 측정을 정량적으로 연계시켜 최초로 얽힘교환 과정에서 Bell 기반 측정의 자기점검을 구현했다. 해당 연구성과는 "Physical Review Letters"에 게재되었다. 양자얽힘은 양자통신 및 양자컴퓨팅의 주요 자원이다. 양자얽힘 네트워크 구축 과정에서 고품질 양자얽힘 상태를 재현해야 할 뿐만 아니라 노드 간 고품질 얽힘교환을 실현해야만 각 노드 간 얽힘을 달성할 수 있다. 얽힘교환은 Bell 기반 측정을 통해 구현한다. 예를 들어 애초에 Alice 노드에 A1과 A2라는 2개 입자가 얽혀있고 Bob 노드에 B1과 B2라는 2개 입자도 얽혀있다. 그러나 Alice와 Bob의 입자 사이는 서로 얽혀있지 않다. Alice와 Bob는 각자 A2와 B2라는 2개 입자(일반적으로 광자)를 약속한 지점에 발송해 Bell 기반 측정을 할 수 있는데 소모시킨 A2와 B2를 측정하는 대가로 원래 얽혀있지 않던 서로 다른 노드의 A1과 B1라는 2개 입자를 얽히게 할 수 있다. 장치 독립적 얽힘상태 및 Bell 기반 측정의 품질 점검을 학술계에서는 얽힘 자기점검이라 부른다. 장치에 대한 신뢰성이 없을 경우에도 자기점검을 통해 이미 구축한 양자얽힘 네트워크의 안전성을 보장할 수 있다. 앞서 연구팀은 얽힘상태 자기점검[Phys. Rev. Lett. 121, 240402 (2018)] 및 고차원 얽힘상태 자기점검[npj Quant. Info. 5, 4 (2019)]을 구현했다. 그러나 Bell 기반 측정에 한해 그 품질을 검측할 적합한 방법을 찾지 못했다. 따라서 그 정확성을 정량적으로 특성화할 방법이 없고 자기점검은 더구나 불가능하다. 연구팀은 Bell 기반 측정 및 얽힘상태의 비국소성 정량적 연계를 통해 광학시스템에서 실험적으로 장치 독립적 Bell 기반 측정에 대한 검측을 구현했다. 실험에서 얽힘교환시 발생한 둘의 얽힘에 대한 자기점검 외에 얽힘교환전의 2쌍 얽힘상태 독립성에 대한 자기점검도 수행했다. 이로써 실험 결과는 매우 양호한 강인성을 갖추었고 최종 Bell 기반 측정 관련 충실도 감정치는 0.87에 도달했다. 이는 세계 최초의 Bell 기반 측정 자기점검을 대상한 원리 검증실험으로서 양자얽힘 네트워크 자기점검 구현 및 양자네트워크 안전성 보장에 있어 걸림돌을 제거했다. 정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201903/t20190312_4684383.shtml |
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