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한국과 이탈리아의 국제 공동연구진이 성질이 서로 다른 빛을 얽는 데 성공, 양자컴퓨터 실용화를 획기적으로 앞당겼다.
정현석 서울대 물리천문학부 교수는 22일 마르코 벨리니 이탈리아 광학연구소 박사 연구팀과 함께 양자 중첩의 원리를 활용해 파동성질의 빛과 입자성질의 빛 사이에 얽힘을 만드는 데 성공했다고 밝혔다. 파동성질의 빛과 입자성질의 빛은 각각 정보 연산과 전송이라는 장점을 가지고 있어 이번 연구는 앞으로 양자컴퓨터 구현에 중요한 실마리를 제공할 것으로 예상된다. 이번 연구결과는 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 온라인판 6월 23일자(현지 시각)로 게재됐고, 7월 출간되는 논문의 표지논문으로 게재될 예정이다.
정 교수는 “성질이 다른 빛의 얽힘을 만들어냄으로써 실용적인 양자컴퓨터 구현에 한걸음 다가갔다”며 “연산이 필요한 경우 파동성질의 빛을 통해 연산하고, 전송이 필요한 경우에는 입자성질의 양자 빛을 통해 전송하는 등 효율적인 정보처리가 가능하기 때문”이라고 설명했다.
이번 연구 전까지는 서로 다른 빛 간의 상호작용을 유도할 수는 있었으나 얽힘을 만들 수는 없었다. 연구팀은 광자 하나를 파동성질의 빛과 진공에 더하는 상황에서 광자가 어느 쪽으로 더해졌는지에 대한 정보를 지워버리는 방식을 이용했다.
연구팀은 앞으로 양자컴퓨터 구현을 위한 추가 단계로 양자 빛에 담긴 정보를 파동성질 빛으로 순간 이동시키는 연구에도 도전할 계획이다.
*용어설명
△얽힘: 서로 분리된 물리계에서 어느 한쪽의 상태가 결정되면 다른 쪽 상태도 그 결과에 따라 결정되는 현상.
△양자컴퓨터: 아주 작은 전자나 광자 같은 양자를 이용해 정보를 처리하는 컴퓨터. 암호해독 분야에서 기존의 한계를 뛰어넘을 것으로 기대를 모으고 있다.