양자 컴퓨팅 시대를 위한 차세대 광섬유: 미래 문제 해결을 위한 혁신 설계

Seoul배스 대학교의 물리학자들이 미래의 양자 컴퓨팅을 위해 새로운 광섬유를 개발했습니다. 양자 기술은 복잡한 문제를 해결하고, 신약을 개발하며, 안전한 통신을 가능하게 하는 등 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

현재의 케이블 네트워크에 사용되는 일반 광섬유는 고체 코어를 가지고 있으며 양자 통신에 적합하지 않습니다. Bath에서 개발된 새로운 광섬유는 공기 주머니가 있는 독특한 코어를 가지고 있어 이러한 용도에 더 적합합니다.

배스 대학교의 크리스티나 루시모바 박사는 그들의 섬유가 독특한 방식으로 빛을 전달한다고 설명했습니다. 일반적인 섬유는 실리카 유리로 인해 빛의 파장을 제한하는데, 이는 단일 광자 소스, 큐비트 및 기타 양자 부품에 적합하지 않습니다. 그러나 배스 섬유는 이러한 특정 요구를 충족하도록 설계되었습니다.

주요 특징으로는 미세 구조로 된 코어와 공기 주머니가 포함된다는 점, 단일 광자 소스 및 큐비트와의 호환성, 그리고 양자 중계기의 통합 가능성이 있습니다.

빛은 양자 컴퓨팅에 잠재력을 가지고 있습니다. 빛의 입자인 광자는 특별한 특성을 지니고 있습니다. 그중 중요한 특성 중 하나는 양자 얽힘입니다. 얽힌 두 광자는 멀리 떨어져 있어도 서로의 정보를 공유하고 영향을 줄 수 있습니다. 이는 매우 강력한 계산으로 이어질 수 있습니다. 고전적인 비트와 달리, 얽힌 광자는 동시에 1과 0일 수 있습니다.

바스에서 근무했던 카메론 맥개리 박사는 최근 논문에서 양자 인터넷의 중요성을 강조했습니다. 이 새로운 인터넷은 현재 사용 중인 것과 다른 특수한 광섬유가 필요할 것입니다. 이러한 섬유는 대규모 양자 네트워크와 새로운 기술을 가능하게 할 것입니다.

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연구자들은 양자 인터넷 구축의 어려움을 논의했습니다. 이러한 과정에서 특수 섬유가 매우 중요합니다. 이들은 장거리 통신 및 양자 중계기에 도움을 줄 것입니다. 양자 중계기는 양자 기술의 범위를 확장해 줍니다.

특수 섬유는 네트워크 노드를 연결하는 것 외에도 다양한 용도로 사용됩니다. 이러한 섬유는 양자 컴퓨팅을 가능하게 하며, 얽힌 광자를 생성하거나 파장을 변경하고, 저손실 스위치로 사용되거나 양자 메모리 저장 장치로도 활용될 수 있습니다.

맥개리 박사는 이 섬유들의 특별한 설계가 어떻게 작용하는지를 설명했다. 섬유 안의 공기 주머니는 빛의 거동을 변화시키는 데 도움을 준다. 이는 연결된 광자 쌍을 생성하거나 광자의 색을 변화시키고, 섬유 내부에 원자를 가두는 데 사용될 수 있다.

케리안 해링턴 박사후 연구원은 마이크로 구조 광섬유 분야에서의 빠른 진전을 강조했습니다. 이 기술은 산업에 매우 중요한 의미를 갖고 있습니다. 배스 팀의 연구는 미래의 양자 기술에 유망한 발전과 잠재적 이점을 제시합니다.

알렉스 데이비스 박사, 퀀텀 커리어 가속화 펠로우는 이 섬유들이 빛을 견고하게 잡아 멀리 전달할 수 있음을 설명했습니다. 이는 특별한 양자 빛 상태를 만드는 데 중요합니다. 이러한 기술은 양자 컴퓨팅, 정밀 측정 및 안전한 데이터 암호화에 활용됩니다.

양자 장치를 개발하여 일반 컴퓨터보다 더 나은 성능을 발휘하는 것이 목표입니다. 바스 연구팀은 새로운 연구 방향을 제시할 수 있는 도전 과제를 파악했습니다. 그들이 개발한 특수 섬유는 이 목표에 한 발 더 다가설 수 있게 해줄 것입니다.