| 고잡음 환경 조건에서 효율적인 고차원 양자 통신 달성 | ||
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  중국과학기술대학교 Guo Guangcan(郭光燦) 원사 연구팀의 Li Chuanfeng(李傳鋒), Liu Biheng(柳必恒) 등은 오스트리아의 Marcus Huber 교수 등과 공동으로 고잡음 환경 조건에서 효율적인 고차원 양자 통신을 달성했다. 관련 연구 성과는 국제학술지 “Physics Review Letters”에 게재되었다. 최근 몇년 간, 연구팀은 세계 최고 충실도의 32차원 양자 얽힘상태를 제조하고 고차원 얽힘상태의 11km 광섬유에서의 효과적인 전송을 달성하는 등 고차원 얽힘상태 제조 및 전송 등 분야에서 일련의 성과를 거두었다. 연구팀은 먼저 2광자 다차원(실험으로 2, 4, 8차원 제조) 경로 얽힘상태를 제조하고 다음, 2개 광자에 대해 각각 8개 출력을 측정할 수 있는 다차원 양자상태의 다중 출구 측정 장치를 설계하고 실험적으로 달성했다. 환경 잡음이 고차원 양자 통신에 미치는 영향을 연구하기 위해 연구팀은 LED를 이용하여 단일광자 검출기를 조사하는 방법으로 떠돌이 방사선(Stray radiation을 도입했다. LED 밝기를 조절하여 환경 잡음의 크기를 쉽게 조절할 수 있다. 또한, 얽힘에 기반한 양자키 분포를 예로 하여 실험 연구를 수행했다. 연구 결과, 잡음이 작을 때, 고차원 전체 공간 코딩이 최적의 코딩 효율성을 달성할 수 있다. 구체적으로, 4차원 얽힘상태와 8차원 얽힘상태를 이용하여 오류 수정 및 기밀성 증폭 등 후처리 후, 각 쌍의 얽힘 광자는 여전히 1bit보다 큰 키를 얻을 수 있으며 2차원 비트 시스템이 도달할 수 있는 한계를 초월했다. 잡음이 증가함에 따라 고차원 부분의 부분공간 코딩 방식은 잡음의 영향을 더 잘 방지할 수 있으며 실험 결과는 2차원 비트 시스템보다 훨씬 우수하므로 고잡음 환경에서 여전히 효율적인 고차원 양자 통신을 달성할 수 있다. 해당 성과는 고차원 양자 통신의 장점을 실험적으로 검증하고 다양한 크기의 잡음 환경에서 효율적인 고차원 양자 통신을 달성하는 실행가능한 방법을 제공했다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-09/14/content_521899.htm?div=-1 |
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