국내 연구진이 이론으로만 존재했던 ‘암흑 상태’(dark state) 기반 자발적 양자 얽힘을 실험적으로 만들어내는 데 성공했다. 4일 울산과학기술원(UNIST)은 물리학과 김제형 교수팀이 한국표준과학연구원(KRISS) 이창협 박사, 한국과학기술연구원(KIST) 송진동 박사와 함께 밝은 상태(bright state) 대비 수명이 약 600배 늘어난 암흑 상태 기반 집단 양자 얽힘을 유도했다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 구별 불가능한 다수의 양자 구조 간 양자 얽힘은 암흑 상태와 밝은 상태로 나타나는데, 암흑 상태는 빛을 거의 밖으로 내지 않아 얽힘이 오래 유지되는 특성이 있다. 이러한 특성은 양자 정보 저장과 전달에 꼭 필요하지만 암흑 상태를 만들고 유지하기가 쉽지 않았다. 연구팀은 손실률이 조절된 나노 광공진기를 이용해 양자점과 공진기 사이의 결합 강도와 공진기의 손실값 간 균형을 맞추는 방식으로 암흑 상태를 유도했다. 암흑 상태에서 양자점 간 얽힘의 수명은 최대 36나노초(㎱·10억분의 1초)까지 늘어났다. 이는 밝은 상태 수명인 62피코초(㎰·1조분의 1초)에 비해 약 600배 길어진 수치다. 연구팀은 암흑 상태 형성의 실험적 증거로 쌍광자 방출 현상도
스펙트럼 인스트루먼트가 양자 센서를 활용해 신경 신호를 비침습적으로 감지하고 이를 통해 보조기구를 제어하는 기술 개발을 지원한다고 4일 밝혔다. 이 기술은 독일 슈투트가르트에 위치한 QHMI 컨소시엄에 의해 개발되고 있으며, 기존 전극 이식 방식의 침습적 한계를 극복할 수 있는 새로운 접근법으로 주목받고 있다. 보조기구를 제어하기 위해 신체의 신경 신호를 감지하는 기술은 기존에 전극을 이식하는 방식이 일반적이었으나, 전극의 손상이나 위치 이동 문제로 인해 한계가 있었다. 이에 QHMI 컨소시엄은 양자 센서를 활용, 피부를 통해 매우 작고 빠른 신경 신호를 감지하며 이를 기반으로 보조기구를 효과적으로 제어할 수 있는 기술을 개발 중이다. ‘Cluster4Future QSens’ 프로젝트를 이끄는 슈투트가르트 대학의 옌스 안더스 교수는 “이번 연구는 양자 센서를 활용한 최초의 실제 응용 사례 중 하나”라며 “초기 테스트 결과 양자 센서가 피부를 통해 근육으로 전달되는 신경 신호를 성공적으로 감지할 수 있을 만큼 민감하다는 사실을 확인했다”고 설명했다. 그는 “심지어 팔뚝에 남아 있는 소량의 근육만으로도 신경 신호를 감지할 수 있었다”며 “앞으로는 피부를 손상시키
[첨단 헬로티] KAIST 기계공학과 김정원 교수 연구팀이 광섬유 광학 기술을 이용한 고성능 주파수 안정화 기술을 개발했다. 고성능 주파수 안정화 기술을 이용하면 150테라헤르츠(THz)의 넓은 대역폭에 걸쳐 일정한 간격으로 분포한 60만 개 이상의 광주파수 모드들의 선폭을 동시에 1헤르츠(Hz) 수준으로 낮출 수 있다. 이를 통해 원자시계나 주파수 분광학에 활용할 수 있고, 광주파수를 기반으로 한 양자 센서의 성능도 크게 높일 수 있을 것으로 기대된다. 권도현 박사과정이 1저자로 참여하고 한국표준과학연구원 시간표준센터와 공동연구로 수행된 이번 연구는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 3월 27일 자에 게재됐다. 레이저의 선폭과 광주파수의 안정도는 시간/주파수 표준, 양자광학, 분광학 등 기초과학 분야뿐 아니라 거리 측정, 형상 이미징 및 분산형 센서 등 다양한 공학 응용에서의 측정 분해능을 결정한다. 특히 작년 5월 기본단위의 재정의를 통해 7개의 국제단위계(SI) 중 6개(시간, 길이, 질량, 전류, 온도 및 광도)가 주파수를 기반으로 정의되기 때문에 광주파수의 안정도를 확보하는 것은 초정밀 측정 및 센서 분야에서 매우 중요한 이슈이
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