두 도시 간 25km 양자 네트워크 링크 성공 시연

▶ 국제 연구팀이 네덜란드의 두 도시(델프트와 헤이그)를 잇는 양자 프로세서 간 네트워크 연결을 성공적으로 시연했다고 과학 저널 Science Advances에 최근 보도됨. 연구팀은 독립적으로 운영되는 노드를 개발하고, 이를 배포된 광섬유 인터넷과 통합해 25km의 양자 링크를 구현했음

 

▶ 이번 성과는 실험실 연구 차원의 네트워크를 넘어 미래의 양자 인터넷으로 나아가는 중요한 이정표가 될 것으로 전망됨

 

▶ 양자비트(큐비트)는 0과 1의 값을 갖는 것은 물론, 동시에 두 값을 갖는 중첩 상태를 가질 수 있고 얽힘(entanglement) 상태를 형성할 수 있어 거리에 상관없이 즉각적인 상관관계를 만들어 낼 수 있음

▶ 전 세계 연구자들은 이러한 큐비트의 특성을 활용해 새로운 통신과 컴퓨팅 기능을 제공하는 양자 네트워크 구축에 박차를 가하고 있음

 

  - 예를 들어 큐비트는 금융이나 의료 데이터를 안전하게 공유하는 암호화 키를 생성할 수 있고, 양자 링크는 원거리의 양자 컴퓨터를 연결해 사용자 프라이버시를 완벽하게 보장할 수 있음

 

▶ 국제 연구팀을 이끈 쿼텍(QuTech)의 로널드 한슨(Ronald Hanson) 박사는 “이번 프로젝트에서 25km의 지하 광섬유를 이용해 양자 얽힘을 생성한 거리는 양자 프로세서 간의 기록적인 거리”라고 강조하면서 “서로 다른 도시에서 이러한 양자 프로세서가 연결된 첫 번째 사례”라고 설명함

 

▶ 연구팀은 몇 년 전, 실험실 내에서 다중 노드 양자 네트워크를 처음 보고한 바 있음. 연구팀은 실험실을 벗어나 실제 도시 간 양자 링크를 실현하기 위해 독립적으로 장거리 작동이 가능한 시스템을 설계하고 광자 손실이 연결 속도에 미치는 영향을 완화했음

 

▶ 연구팀은 광자 손실 문제를 해결하기 위해 매우 정밀한 연결 섬유 링크의 안정화를 요구하는 효율적인 광자 프로토콜을 이용해 양자 연결을 진행했음

 

▶ 공동 저자 아리안 스톨크(Arian Stolk)는 “링크는 광자의 파장보다 작게 25킬로미터의 광섬유를 통해 안정성을 유지해야 했는데, 이는 지구와 달 사이의 거리를 몇 밀리미터 이내로 유지하는 것과 같은 도전”이라고 설명했음

 

▶ 연구팀은 양자 인터넷의 새로운 단계에 필요한 기술을 직접 적용할 수 있고 현재 개발 중인 차세대 확장 가능한 큐비트와도 연계할 수 있다고 밝힘. 한슨 박사는 “이번 연구 성과는 실험실을 넘어 현장으로 나아가는 중요한 단계이며, 도시 규모에서 첫 양자 프로세서 네트워크 탐색을 가능하게 한 성과”라고 강조함

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