영국 브리스톨 대학과 덴마크 공과 대학의 연구 그룹이, 두 컴퓨터 칩간에 양자 텔레포테이션하는것에 사상 처음으로 성공했다고 보고했다.
그에 따르면, 물리적으로도 전기적으로도 연결되어진것이 없는데, 칩에서 다른 칩으로 즉시 정보를 전송 할 수 있었다고한다. 양자 컴퓨터나 양자 인터넷의 가능성의 문을 여는 획기적인(비약적인 진보) 것이라고 한다.
■ 양자 얽힘에 의한 원격 작용
이 텔레포테이션은 "양자 얽힘" 현상을 이용함으로써 가능하게되었다.
양자 얽힘에 관계가 있는 두 입자에는 이상한 관계가 있고, 한쪽의 상태가 확정되면, 그 쌍이 얼마나 떨어져 있든지간에, 다른 쪽 상태까지 순간적으로 확정되어버린다.
즉, 어찌되었든지 둘 사이에서는 정보가 텔레포테이션 해 버리는 것이다.
현재 물리학에서는, 빛보다 빨리 이동할 수 있는 것은 없다고되어있다. 비록, 양자 텔레포테이션에서는, 정보가 속도의 제약을 깨는것 같고, 어쨌든 아인슈타인이 "소름돋는 원격 작용"이라고 평하기도했던 불가사의 한 현상이다.
그러나 어느정도 불가사의 한 것을 잘 제어할 수 있다면 좋은곳에 응용 가능성이 있는것은 틀림없다. 이번 연구는 그 실현을 향한 큰 걸음이 되는 셈이다.
■ 2개의 컴퓨터 칩간에 양자 상태를 전송
연구팀은, 2개의 칩내에 얽힌 관계에있는 광자 쌍을 생성하고, 다른 한쪽을 양자 측정이라고하는 실험을 실시했다. 이것에 의해 하나의 광자의 상태가 변화하면, 순식간에 다른 칩의 광자의 상태도 변화되는 것으로 확인되었다.
"실험실에 놓인 각각의 칩의 광자에 단일 양자 상태를 만들고, 고품질 뒤얽힘의 링크를 입증 할 수 있었습니다"라고 연구저자의 댄 루엘린 박사는 설명했다.
"각 칩은 뒤얽힘을 이용한 다수의 데모를 실시하도록 프로그램되어있었습니다. 가장 하이라이트는, 2개의 칩의 텔레포테이션 실험에서, 입자의 양자 상태를 양자 측정에 의해 칩에서 칩으로 전송 할 수 있었습니다. 이 측정은, 뒤얽힘의 링크를 동시에 붕괴 시킨다는 양자 물리학의 이상한 행동을 이용한 것으로, 양자 상태를 수신 칩의 입자로 전송 할 수있습니다"
■ 양자 컴퓨팅의 발전을 위해
루엘린 씨에 따르면, 텔레포테이션의 성공률은 91퍼센트였다고한다.
또한, 이 성공 외에도 얽힌 스와핑(중계기를 통해 직접 작용하지 않고 입자 간의 상태를 전송하는 것)이나 최대 4개의 광자 얽힘을 만드는 등 양자 컴퓨팅으로 중요 기능을 수행하는 데에도 성공했다고 한다.
한편, 이번은 칩 사이의 짧은 거리에서의 실험이지만, 장거리를 대상으로 한 연구를 살펴보면, 이쪽에서도 큰 성과가 오르고있다. 최초에는 방에서의 실험이었지만, 그 후 25킬로미터, 100킬로미터로 이어져 궁극적으로 인공 위성을 통해 1200킬로미터의 양자 텔레포테이션에 성공하고있다.
또한 컴퓨터 칩을 대상으로 한 분야에서는, 하나의 칩에서 전송한 것이라면 과거에 성공 사례가 있었다. 하지만 별도의 2개의 칩 사이에서의 성공은 사상 최초의 것으로, 양자 컴퓨팅에 있어서 돌파구가 될 것이다.
이 연구는 "Nature Physics"(12월 23일자)에 게재되었다.