광섬유 네트워크를 통해 달성된 양자 순간이동

노스웨스턴 대학의 엔지니어들이 기존 인터넷 데이터를 전송하는 광섬유 케이블을 통한 양자 순간이동의 첫 번째 시연을 달성했습니다. Prem Kumar 교수가 이끄는 이 혁신은 기존 인프라를 사용하여 양자 통신과 고전 통신을 원활하게 결합합니다. Kumar는 이 작업이 양자 네트워크와 고전 네트워크가 동일한 광섬유 프레임워크를 공유할 수 있는 방법을 보여준다고 설명했습니다.

“이는 양자 통신을 다음 단계로 발전시킬 수 있는 문을 열어줍니다.”라고 그는 말했습니다. 양자 순간이동은 두 입자가 상호 연결되는 현상인 양자 얽힘을 기반으로 하여 물리적 전송 없이도 정보를 전송할 수 있습니다. 이 방법은 송신자와 수신자 사이의 거리를 이동하는 데 데이터가 필요하지 않기 때문에 매우 안전한 통신이 가능합니다.

이 위업을 실현하기 위해 Kumar와 그의 팀은 얽힌 입자가 다른 인터넷 트래픽에 의해 씻겨 나가는 것과 관련된 문제를 극복했습니다. 그들은 1547나노미터의 트래픽이 많은 C-밴드와는 달리 덜 혼잡한 1290나노미터의 파장을 식별했습니다. 30.2km 광섬유 케이블이 포함된 설정을 통해 팀은 400Gbps 인터넷 트래픽과 함께 양자 정보를 동시에 전송했습니다.

광섬유의 양자적 진보

그들은 중간에 양자 측정을 수행하고 양자 상태가 성공적으로 순간 이동되었음을 확인하여 혼잡한 교통 속에서도 얽힘의 내구성을 입증했습니다. “직접 전송하지 않고 정보를 보낼 수 있는 이러한 능력은 전용 광섬유 없이 수행되는 훨씬 더 진보된 양자 응용 프로그램의 문을 열어줍니다.”라고 Ph.D.인 Jordan Thomas가 말했습니다. 연구의 후보자이자 주요 저자.

이 실험은 주로 개념 증명으로 사용되었지만 미래의 혁신은 실용적인 양자 통신 응용으로 이어질 수 있습니다. 팀의 다음 단계에는 실험 범위를 확장하고 얽힌 광자 여러 쌍을 사용하는 것(얽힘 교환이라는 접근 방식)이 포함됩니다. 이러한 발전의 주목할만한 측면 중 하나는 통신의 보안 조치에 대한 잠재적인 반영으로, 가로채기에 영향을 받지 않는 데이터 전송 방법을 제공합니다.

“파장을 올바르게 선택하면 새로운 인프라를 구축할 필요가 없습니다. 고전 통신과 양자 통신은 공존할 수 있다”고 Kumar는 지적했다. 이 성과는 중요하지만 실제 적용에 적용되기 전에 여전히 추가 연구와 개선이 필요합니다.

양자 기술이 계속 발전함에 따라 이 작업의 의미는 보안 통신의 환경을 재정의할 수 있습니다.