연구원은 양자 얽힘 광선의 공간 상관 관계를 사용하여 안전한 정보 전송을 시연합니다.

오클라호마 대학의 연구원들은 최근에 발표된 연구를 주도했습니다. 과학 발전 양자 얽힘 광선의 공간 상관 관계를 사용하여 정보를 인코딩하고 안전한 전송을 가능하게 하는 원리를 증명합니다.

빛은 고속 데이터 전송, 장거리 통신 등을 위한 정보를 인코딩하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 안전한 통신을 위해 많은 양의 정보를 빛으로 인코딩하려면 전송되는 데이터의 개인 정보 보호 및 무결성을 보장해야 하는 추가적인 문제가 있습니다.

Homer L. Dodge 예술 대학의 Ted S. Webb 총장 교수인 Alberto Marino는 OU 박사 과정 학생이자 이 연구의 첫 번째 저자인 Gaurav Nirala, 공동 저자인 Siva T. Pradyumna 및 Ashok Kumar와 함께 연구를 주도했습니다. Marino는 또한 OU의 양자 연구 및 기술 센터와 Oak Ridge 국립 연구소의 양자 과학 센터에서 직책을 맡고 있습니다.

“이 프로젝트의 아이디어는 빛의 공간적 속성을 사용하여 이미지가 정보를 포함하는 것처럼 많은 양의 정보를 인코딩할 수 있다는 것입니다. 그러나 양자 네트워크와 호환되는 방식으로 그렇게 할 수 있습니다. 안전한 정보 전송을 위해 이미지를 생각할 때 모드로 알려진 기본 공간 패턴을 결합하여 구성할 수 있으며 이러한 모드를 결합하는 방법에 따라 이미지 또는 인코딩된 정보가 변경될 수 있습니다.”라고 Marino는 말했습니다.

“여기서 우리가 하고 있는 새롭고 다른 것은 정보를 인코딩하기 위해 이러한 모드를 사용하는 것이 아니라 그들 사이의 상관 관계를 사용하고 있다는 것입니다.”라고 그는 덧붙였습니다. “우리는 정보를 인코딩하기 위해 이러한 모드가 어떻게 연결되어 있는지에 대한 추가 정보를 사용하고 있습니다.”

연구원들은 두 개의 얽힌 광선을 사용했습니다. 즉, 광파는 고전적인 빛으로 달성할 수 있는 것보다 더 강한 상관 관계로 상호 연결되어 있고 거리에도 불구하고 상호 연결된 상태를 유지합니다.

마리노는 “우리가 도입한 접근법의 장점은 얽힌 두 빔의 공동 측정을 수행하지 않으면 인코딩된 정보를 복구할 수 없다는 것”이라고 말했다. “각각의 빔을 단독으로 측정한다면 어떤 정보도 추출할 수 없다는 점을 감안하면 보안 통신과 같은 애플리케이션이 있습니다. 두 빔 사이에서 공유된 정보를 얻어 올바른 방식으로 결합해야 합니다. 인코딩된 정보를 추출합니다.”

일련의 이미지와 상관 관계 측정을 통해 연구원들은 이러한 양자 얽힘 광선에서 정보를 성공적으로 인코딩한 결과를 시연했습니다. 의도된 방법을 사용하여 두 개의 빔이 결합되었을 때만 정보가 이미지 형태로 인코딩된 인식 가능한 정보로 분해되었습니다.

“실험 결과는 4파장 혼합이라고 하는 양자 역학 프로세스를 사용하여 생성된 하나의 광학 필드에서 두 개의 새로운 광학 필드로 공간 패턴을 전송할 수 있는 방법을 설명합니다.”라고 Nirala는 말했습니다. “인코딩된 공간 패턴은 생성된 필드의 공동 측정을 통해서만 검색할 수 있습니다. 이 실험의 흥미로운 측면 중 하나는 시간 상관 관계에 영향을 주지 않고 다양한 공간 모드 간의 상관 관계를 수정하여 빛으로 정보를 인코딩하는 새로운 방법을 제공한다는 것입니다.”

“원칙적으로 이것이 가능하게 할 수 있는 것은 빛의 공간적 속성을 사용하여 많은 정보를 안전하게 인코딩하고 전송할 수 있는 능력입니다. 마치 이미지가 단순히 조명을 켜고 끄는 것보다 훨씬 더 많은 정보를 포함하는 것과 같습니다.” Marino 말했다. “공간 상관 관계를 사용하는 것은 정보를 인코딩하는 새로운 접근 방식입니다.”

“얽힌 트윈 빔의 공간적 상관 관계에서 정보 인코딩”이 출판되었습니다. 과학 발전 2023년 6월 2일.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230605181236.htm