| 저장대학, 인공 양자 시스템에서 양자 얽힘 새경로 발견 | ||
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 최근, 저장(浙江)대학 물리학부 양자정보학제간연구센터 왕다웨이(王大偉) 연구원과 왕하오화(王浩華) 교수는 국제 여러 연구팀과 함께 인공 양자 시스템에서 반대칭 스핀 교환 작용을 최초로 합성하였으며 카이랄 스핀 상태를 이용하여 양자 얽힘을 제작하는 새로운 방법을 전시하였다. 해당 연구성과는 "Nature Physics"에 게재되었다. 카이랄성이란 물체가 그의 거울상과 겹쳐질 수 없는 현상을 말한다. 예를 들면 왼손과 오른손은 서로 거울에 대칭이지만 아래위로 겹쳐 놓으면 대칭되지 않는다. 독일 이론물리학자 프리드리히 훈트(Friedrich Hund)는 원자 사이의 상호작용이 "좌우 대칭" 형태를 개변할 수 없기에 분자의 정상상태는 "왼손/오른손" 분자의 양자 중첩 상태라고 제안하였다. 그러나 실제 상황에서 "왼손/오른손" 분자의 양자 중첩 상태는 아주 불안정하다. 본 연구에서 연구팀은 초전도 큐비트 시스템에서 반대칭 스핀 교환 작용 합성을 통하여 카이랄 스핀 상태의 양자 중첩 및 양자 얽힘을 연구할 수 있으며 주기적 큐비트 주파수 변조 및 다양한 비트에 대한 다양한 변조 위상 이용을 통하여 캐비티(Cavity)에 의하여 연결된 비트 사이에 반대칭 교환 작용을 합성할 수 있다고 제안하였다. 이로써 다양한 카이랄 상태에서 서로 다른 에너지를 보유함과 아울러 스핀 상태의 동역학적 진화과정에서 "왼손/오른손"을 구현하였다. 반대칭 스핀 교환 작용이 양자 얽힘을 생성하는데 이는 양자 중첩 및 스핀의 카이랄성 진화가 동시에 작용한 결과이다. 연구팀은 3개 비트를 각각 1상태, 0과 1의 중첩 상태 및 0상태에 제작하였다. 결과, 전반적으로 3개 비트는 100과 110의 중첩 상태인 비얽힘 상태였다. 해당 2종 상태의 카이랄성 진화 방향은 반대되며 010과 101의 중첩 상태로 변화될 수 있다. 2번째 비트를 회전시켜 000와 111의 중첩 상태를 획득할 수 있는데 이것이 바로 전형적인 얽힘 상태이다. 해당 상태에서 그중 1개 비트 에너지값을 측정하면 나머지 2개 비트 에너지값도 확정할 수 있다. 해당 연구성과는 양자 자성, 다중 입자 얽힘 상태 제작 속도 향상, 카이랄 스핀 상태를 이용한 양자 컴퓨팅 등을 연구하는데 적극적인 의미가 있다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-01/23/content_413509.htm?div=-1 |
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