고정밀 양자 센서 국내 연구진에 의해 개발

한국과학기술연구원(KIST) 양자정보연구단 임향택 박사 연구팀이 실시간으로 변화하는 여러 개의 물리량을 고전적인 한계를 뛰어넘는 높은 정밀도로 측정할 수 있는 양자 센서를 개발했 다.

이 양자 센서는 고감도의 데이터 정밀 측정 및 이미지, 영상 확보를 통해 자율주행차 등 4차 산업 혁명을 주도하기 위한 기술 패권 경쟁에서 한국만의 진지를 구축할 수 있는 토대가 될 전망이다.

연구팀은 실시간으로 변화하는 여러 개의 물리량을 높은 정밀도로 측정할 수 있는 양자 상태인 ‘다중 모드 N00N 상태’를 구현하였다. ‘다중 모드 N00N 상태’는 이론적으로 가장 높은 정밀도를 주는 것으로 알려져 있었지만, 구현에 어려움이 있었다.

연구진은 2개의 광자가 4개의 경로로 동시에 진행하고 있는 얽힘 상태인 다중 모드 N00N 상 태를 실험적으로 생성하고, 이를 간섭계에 적용함으로써 간섭계가 갖는 여러 개의 위상의 변화량을 고전적 한계를 뛰어넘는 높은 정밀도로 동시에 측정하는 데 성공하였다.

연구 결과는 국제 학술지 <네이처 커뮤니케이션스>에 실렸다.

출처: 뉴턴 2021.11