| 중국, 최초로 하이젠베르크 한계의 양자 정밀 측정 구현 | ||
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 최근, 중국과학기술대학 궈광찬(郭光燦) 원사가 이끄는 중국과학원 양자정보 중점실험실은 양자 정밀 측정 분야에서 중요한 성과를 거두었다. 해당 실험실의 리촨펑(李傳鋒), 천겅(陳耕) 등은 새로운 양자 약한 측정(Weak measurement) 기법을 설계하여 하이젠베르크 한계(Heisenberg limit) 정밀도의 단일 광자 커효과(Kerr effect) 측정을 구현하였다. 이는 실제 측정 임무 과정에서 하이젠베르크 한계 정밀도에 도달한 세계 최초의 사례로서 이용 가능한 광자수가 10만 개에 달한다. 관련된 연구성과는 최근 국제 권위적 학술지 “Nature Communications”에 게재되었다. 양자 정밀 측정은 양자 정보 과학 영역에서 새로 발전한 중요한 분야로서 양자 자원 및 효과를 이용하여 전통적 기법을 초월하는 측정 정밀도를 구현하는 기법이다. 해당 분야에서 기존에 다광자 얽힘 상태를 탐침으로 하여 하이젠베르크 한계 정밀도의 광위상(Optical phase) 측정을 구현할 수 있음을 발견하였다. 이론적으로 하이젠베르크 한계의 측정 정밀도는 전통적 측정 방법에 비하여 아주 높다. 그러나 실험으로 광자수가 10보다 큰 얽힘 상태를 구현하기 어렵기에 해당 기법으로 이론적으로만 표준 양자 한계 초월 가능성을 전시할 수 있을 뿐 실제 측정 능력은 구비하지 못하였다. 그러므로 학술계에서 실제 응용이 가능하고 또한 하이젠베르크 한계에 도달하는 양자 정밀 측정 기술 개발에 노력했다. 리촨펑 연구팀은 일반적인 관점에서 벗어나 혼합상태 탐침 제조 및 허수부 약한값(Weak value) 측정 기술을 결합하여 실험과정에서 하이젠베르크 한계 정밀도에 도달하였으며 또한 이를 이용하여 단일 광자가 상업용 광자 결정체 광섬유에서 유발한 커효과를 측정하였다. 해당 기법은 얽힘 등 양자 자원 이용 필요가 없고 이용한 탐침은 일반적인 레이저 펄스에서 근원되었기에 광자수의 제한을 받지 않는다. 연구팀은 실험과정에서 약 10만 개 광자를 함유한 레이저 펄스를 이용하였고 측정 정밀도를 기존의 전통적인 방법으로 측정한 최대 정밀도에 비하여 2개 수량급을 향상시켰다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2018-01/11/content_385905.htm?div=-1 |
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