한국연구재단(이사장 조무제)은 문한섭 부산대학교 교수 연구팀이 독립된 광자쌍 사이의 양자간섭 현상을 실험적으로 측정해냈다고 31일 밝혔다.

양자간섭이란 두 경로로 진행하던 광자들이 광분리기에서 만났을 때 두 광자가 뭉쳐서 각각의 경로로 진행하는 양자간섭 현상을 말한다.

차세대 통신 기술로 주목받는 양자통신에서는 '큐비트'라는 양자상태를 이용한다. 양자정보 단위인 큐비트는 복제할 수도 없고 양자상태의 측정을 통해 신호를 다시 보내는 것이 불가능하다. 이러한 특성 때문에 해킹으로부터 가장 안전한 통신 방법이라고 알려져 있다.

광통신은 신호를 증폭·복원하는 장치를 활용해 장거리 신호 전달이 가능하지만 양자통신은 복제가 불가능하므로 고전적인 광신호 복제 방법을 사용할 수 없다. 장거리 양자통신을 가능하게 하기 위해서는 광자 사이의 양자간섭 현상을 측정하는 기술이 핵심이다.

연구팀은 간단한 원자 매질을 이용해 고효율 양자광원이 연속적으로 발진하는 기술을 개발하고 이를 통해 독립적인 두 양자광원 사이에 양자간섭을 선명하게 측정해냈다.

기존 연구에서는 양자간섭 신호 측정에 몇 시간 이상 소요됐다. 반면 이번에 개발된 기술로는 단 15분의 측정만으로도 독립적인 양자광원들 사이의 양자간섭을 관측할 수 있다.

문한섭 교수는 "순수 국내 기술로 원자 매질을 이용한 고효율 양자광원을 개발하고 독립적으로 동작하는 두 양자광원 사이에 고효율 양자간섭을 확인한 것"이라며 "양자간섭 측정의 성공은 장거리 양자통신 구현을 위한 핵심적인 기술 구현에 있어서 중요한 진보"라고 말했다.

한편, 이번 연구 성과는 광학 분야 국제학술지 '옵티카(Optica)'에 지난달 28일자 논문으로 게재됐다.