GIST, 고전적 방법으로 구현 가능한 새로운 양자 이론 제시

[이뉴스투데이 이승준 기자] 광주과학기술원(GIST)은 함병승 전기전자컴퓨터공학부 교수가 양자역학의 핵심 현상 중 하나인 ‘양자센싱’과 ‘비국소적 양자상관성’에 대한 새로운 이론을 제시했다고 밝혔다.  

GIST에 따르면 ‘양자센싱(Quantum Sensing)’은 레이저를 목표물에 비춘 후 반사되는 빛을 감지해 사물과의 거리 및 물성을 감지하는 기술로, 도로 위 타이어나 어두운 밤길에 옷 식별 등 빛 반사도 낮은 물체를 정확히 탐지하는 데 활용된다. 천체, 바이오, 의료 이미징, 레이다, 라이다 등 다양한 기술 분야의 핵심 미래기술에 속한다.

‘비국소적 양자상관성’은 양자 기술의 가장 중요한 핵심기술로 어떠한 고전적 방법으로도 불가능한 양자현상, 즉 통상 EPR 패러독스로 알려져 있다.

입자가 둘로 나뉠 때 전자와 양전자의 스핀은 서로 반대 방향이어야 한다. 이를 통해 전자의 스핀방향 정보를 양전자에 전달해야 하는데, 멀리 떨어져 있어도 바로 전달돼 정보 전달 속도가 광속보다 빠르다. 즉, 시공간적으로 멀리 떨어진 두 물리계 사이에 한쪽의 변화가 즉각적으로 다른 쪽 변화에 영향을 미치는 양자현상으로 알려져 있다. 

함병승 교수는 최근 발표한 ‘양자지우개’의 선형광학을 이용한 위상조절변환을 통해 고전적 해상도를 초월하는 ‘양자센싱’과 ‘비국소 양자상관성’을 종래의 얽힘광자에 기초한 양자적 방법이 아닌, 통상의 레이저를 이용한 고전적 방법으로도 구현할 수 있는 방법을 제시해 양자기술의 새로운 지평을 개척했다.

함병승 교수는 “양자역학의 토대가 되는 측정에 대한 이해를 명확히 해야만 비로소 양자얽힘의 신비함을 과학적으로 이해할 수 있다”며 “궁극적으로 현재 통용되는 고전적 광학기술과 양립하는 미래 양자정보기술의 토대가 될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.