노스웨스턴 대학교의 엔지니어들이 기존의 광섬유 케이블을 통해 고전 데이터와 함께 양자 데이터 전송을 성공적으로 가능하게 하여 양자 통신 분야에서 중요한 돌파구를 마련했습니다. 이는 고전 신호의 간섭을 최소화하는 특정 파장을 식별함으로써 이루어졌으며, 이를 통해 양자 텔레포테이션이 고전 채널과 병행하여 발생할 수 있게 되었습니다.
연구진은 30.2km의 광섬유 케이블을 통해 400Gbps의 고전 트래픽을 동시에 전송하면서 양자 텔레포테이션을 시연했습니다. 이 성과는 현재 인프라에 양자 통신을 통합할 수 있는 기초를 마련하여 데이터 전송 방법에 혁신을 가져올 수 있는 중요한 이정표입니다.
양자 텔레포테이션은 양자 얽힘의 원리에 의존하며, 두 입자가 연결되어 한 입자의 상태가 다른 입자의 상태에 즉각적으로 영향을 미치는 방식입니다. 이 과정은 빛보다 빠른 통신을 가능하게 하지는 않지만, 인터넷과 같은 고전 채널을 통해 양자 상태를 전송할 수 있게 합니다.
글로벌 양자 네트워크 구현의 주요 도전 과제는 고전 채널과의 호환성을 보장하는 것입니다. 이는 동시에 전송되는 수십억 개의 광자에서 발생할 수 있는 간섭 가능성이 높기 때문입니다. 연구에서는 양자 텔레포테이션에 적합한 낮은 고전 광자 밀도를 가진 특정 파장을 식별했습니다. 또한, 이 과정을 용이하게 하기 위해 케이블 중간에서 벨 상태 측정을 수행합니다.
앞으로 양자 통신의 주류 채택이 수년 또는 수십 년이 걸릴 수 있지만, 프렘 쿠마르(Prem Kumar)가 이끄는 연구팀은 향후 발전에 대해 낙관적입니다. 다가오는 이정표로는 하나의 쌍 대신 두 쌍의 얽힌 광자를 활용하고, 실세계 광섬유 네트워크로 실험을 확장하여 양자 통신과 함께 초당 여러 테라비트의 고전 데이터를 지원할 수 있는 가능성이 있습니다.
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