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양자인터넷이 현실에 가까워지고 디지털 플랫폼과 서비스가

양자인터넷이 현실에 가까워지고 디지털 플랫폼과 서비스가
  • Published5월 25, 2024

따라서 양자 데이터 전송 규모를 확대하는 과정이 진행되고 있으며, 양자컴퓨팅의 정보 기본 단위인 불안정하고 휘발성이 강한 큐비트를 안정화하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 절대 영도가 아닌 실온에서 작동할 수 있는 큐비트를 사용하는 데 중점을 두고 있습니다. 더욱이, 양자 인터넷이 현재 소규모 지역 네트워크로 설명할 수 있는 수준 이상으로 발전하려면 이동을 계속하면서 양자 신호를 증폭해야 합니다.

신호를 강화하고 재미있는 방식으로 전송하기 위해 기존 네트워크 기술에 중계기/증폭기를 추가하는 것은 충분히 쉽지만, 얽힌 광자를 사용하여 그렇게 하면 전달되는 데이터뿐만 아니라 신호도 파괴될 뿐입니다. 시카고대학교 프리츠커 분자공학과 조교수인 Tian Zhong은 양자 메모리를 사용하여 양자 데이터를 결맞음으로부터 보호하는 방법을 연구하고 있습니다. 본질적으로 큐비트가 지정된 목적지에 도달할 때까지 그대로 유지하는 양자 릴레이를 만드는 것입니다. . 매우 복잡한 작업이지만 성공한다면 지구상 어디에서나 정보를 주고받을 수 있는 양자 인터넷 개발이 가능해질 수 있습니다.

‘얽힘 교환’은 과거 상호작용한 적이 없는 양자계를 얽히게 만드는 방식이다. 본질적으로 이들은 많은 단거리 얽힘에서 단일 장거리 얽힘을 생성하여 작동합니다. 양자 네트워크의 주요 목표는 네트워크 구성원 간에 얽힘을 분산시키는 것이며 얽힘 분포는 큐비트 전송 기능을 잠금 해제합니다. 두 개의 서로 다른 시냅스 링크는 양자 순간이동을 통해 연결될 수 있습니다.

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예, 양자 상태(큐비트)가 다른 양자 상태로 전송되는 순간 이동입니다. 순간이동은 물리적으로 데이터를 전송하는 것이 아니라 장거리에 걸쳐 데이터의 양자 상태를 전송합니다. 양자 순간이동에서는 정보의 “조각”이 실제로 입자 사이를 통과하지 않고 한 입자에서 다른 입자로 물리적으로 이동합니다. 즉시 움직이지만 어디로도 이동하지 않습니다. 아주 작은 정보로도 달성하기가 엄청나게 어려운 일이며, 인체를 구성 요소 원자로 분해하여 운반하고 데이터 손실 없이 완벽한 순서로 재조립한다는 Star Trek 아이디어에는 많은 노력이 필요합니다. 네트워크화된 양자 컴퓨팅의 과학의 범위를 넘어서는 힘, 어쩌면 영원히.

그러나 순간이동이라는 개념은 1960년대 공상과학 TV 시리즈의 에피소드를 연상시키지만, 세계 각지의 다양한 연구팀이 수행한 실험에서 순간이동이 반복적으로 입증되었습니다. 일례로, 두 노드 사이의 순간이동은 다뉴브 강을 따라 143km가 넘는 자유 공간 링크와 지상-위성 업링크를 통해 달성되었습니다.

구현해야 할 양자 인터넷 퍼즐의 또 다른 중요한 부분은 세계의 한 부분에서 다른 부분으로 큐비트를 전송하는 것입니다. 현재 실험 시스템은 매우 비싼 위성 방송이나 쉽게 이용할 수 있고 훨씬 저렴한 광섬유 케이블에 의존합니다. 따라서 최초의 대규모 양자 네트워크는 기존 광섬유 기술을 활용하게 될 것입니다. 그러나 물리적 매체의 본질적인 특성으로 인해 데이터 손실로 인해 시스템이 붕괴되기 전에 취약한 양자 데이터가 전송될 수 있는 거리가 제한된다는 문제가 있습니다.

이것이 바로 도시 규모의 양자 네트워크를 구축하고 이러한 링크를 통해 얽힘을 생성하는 데 많은 연구가 집중되는 이유입니다. 이러한 네트워크가 실제 조건에서 작동할 수 있다는 것을 증명하는 것은 지역 양자 네트워크, 그리고 국제 양자 네트워크에 필요한 선구자가 될 것입니다.

아인슈타인은 양자 얽힘을 “원거리에서의 으스스한 상호작용”이라고 불렀습니다. 하나의 원자 입자가 나노미터를 가로지르든 우주를 가로질러든 그들 사이의 거리에 관계없이 다른 입자에 대해 즉시 “알 수” 있는 거의 이해되지 않는 현상입니다. 양자 얽힘은 진공 상태에서 빛의 속도, 즉 정확히 초당 299,792,458미터, 즉 대략 초당 186,282마일을 초과하는 것이 가능함을 나타내는 것 같습니다. 이것은 아인슈타인 자신이 초과하는 것이 불가능하다고 말한 우주 상수이자 속도 제한입니다. 그러나 아마도 그렇지 않을 수도 있습니다.

양자 역학은 아원자 입자가 양자 얽힘으로 인해 입자가 순간적으로 통신할 수 있는 미시 세계에 적용되는 법칙과 완전히 다른 방식으로 행동한다는 것을 보여줍니다. 양자 얽힘의 수명에 대한 증거로 명문 매사추세츠 공과대학(MIT)의 과학자들은 우주 거리를 가로질러 관찰하는 광학 망원경으로 100,000쌍 이상의 얽힌 광자를 감지하고 측정하는 실험을 수행했습니다. 실험에 사용된 가장 먼 별은 지구로부터 약 600광년 떨어진 곳에 있다. 즉, 얽힌 광자가 600년 전에 방출된 것이다. 이 때는 콘스탄티노플이 오스만 제국에게 함락된 후 비잔틴 제국이 붕괴되고, 헨리 6세가 영국의 왕이 되었고, 딕 휘팅턴이 사망하던 때입니다. 그의 유명한 고양이가 어떤 식으로든 얽혀 있는지는 알 수 없습니다. 이제는 그게 무섭습니다!

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Martin Warwick, TelecomTV 편집장

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