오늘날 광통신은 신호를 증폭·복원하는 장치를 활용하여 장거리 신호 전달이 가능하게 하는 반면, 양자통신은 복제가 불가능하기 때문에 고전적인 광신호 복제 방법을 사용할 수 없다. 양자 리피터를 개발하여 장거리 양자통신을 가능하게 하기 위해서는 광자 사이의 양자간섭 현상을 측정하는 기술이 핵심적이다.
연구팀은 매우 간단한 원자 매질을 이용하여 고효율 양자광원이 연속적으로 발진하는 기술을 개발하고 이를 통해 독립적인 두 양자광원 사이에 HOM 양자간섭을 선명하게 측정해냈다.
기존 연구에서는 펄스형태의 양자광원 또는 냉각된 원자에서 생성된 양자광원을 사용하여, 독립적인 양자광원들 사이에 시각 동기가 필요하고 양자광원 구현이 비효율적이고 시스템이 복잡하며, 양자간섭 신호 측정에 몇 시간 이상 소요됐다. 반면, 이번에 개발된 기술로는 시각동기 없이 단 15분의 측정만으로도 독립적인 양자광원들 사이의 양자간섭을 관측할 수 있어 획기적인 기술적 발전을 이루었다.
문한섭 교수는 “이 연구는 순수 국내 기술로 원자 매질을 이용한 고효율 양자광원을 개발하고 독립적으로 동작하는 두 양자광원 사이에 고효율 양자간섭을 확인한 것”이라며, “높은 광자 생성율을 가진 우수한 양자광원의 개발과 이를 이용한 양자간섭 측정의 성공은 장거리 양자통신 구현을 위한 핵심적인 기술 구현에 있어서 중요한 진보”라고 연구의 의의를 설명했다.
편도욱 기자 toy1000@lawissue.co.kr