요코하마 국립 대학의 연구 그룹은 양자 텔레포테이션의 원리를 응용하여 정보를 유출시키지 않고 광자에서 다이아몬드의 탄소 동위 원소로 양자 상태를 전사하는 데 성공했다.

 현재의 기술에 의한 정보통신은 도청이나 정보 유출 등의 위험에 노출되어 있다.그래서 최근, 도청할 수 없는 절대 안전한 통신을 가능하게 하는 양자 암호 통신의 개발이 진행되고 있다.

 현재는 양자 암호 통신이 가능한 거리는 100km 정도라고 한다.이를 대규모 네트워크화하기 위해서는 양자암호통신을 장거리화하는 양자중계기가 필요하다.

 본 연구 그룹은 양자 중계기에 필수적인 장거리 전송에 적합한 광자에서 장시간 보존에 적합한 양자 메모리로의 양자 전사를 양자 텔레포테이션의 원리를 응용하여 행하는 방법을 고안했다.이 방법은 다음 세 단계로 구성됩니다.
 XNUMX) 다이아몬드 내의 질소 공공 중심(NV 중심)의 전자와 인접한 탄소 동위원소의 핵자 사이에 얽힘을 생성한다.
 XNUMX) 광자와 전자 사이의 얽힘을 측정한다.
 XNUMX) XNUMX의 결과가 「있는」이었을 경우는 광자로부터 탄소로의 전사가 성공한 것을 알 수 있다(광자의 양자 상태가 전자와 사전에 얽혀 있던 탄소로 텔레포테이션의 원리로 전사된다) .

 전자를 매개로 하고, 전자와 광자의 얽힘만을 측정하기 때문에, 양자 상태를 파괴하지 않고 전사할 수 있고, 얽힘 측정의 결과가 누출되어도, 거기로부터 양자 상태를 특정할 수 없고, 정보 유출은 일어나지 않는다.또한, 양자 메모리로서 사용되는 탄소는 동위 원소 제어 기술에 의해 개수를 제어 할 수 있고, 필요에 따라 양자 메모리를 대용량화 할 수있다.

 연구 그룹은 본 방법의 실험 실증에 성공하여 양자 중계에 의한 양자 암호 통신의 네트워크화에 길을 개척했다.앞으로 양자 정보를 취급하는 다수의 기기를 양자 암호 통신으로 접속한 절대 안전하고 대규모 양자 인터넷의 실현으로 이어질 것으로 기대된다.

논문 정보:【Communications Physics】Quantum teleportation-based state transfer of photon polarization into a carbon spin in diamond

요코하마 국립 대학

인문·사회계 학부와 이공계 학부가 융합한 교육으로 글로벌 인재를 육성

요코하마 국립대학은, 교육학부·경제학부·경영학부·이공학부·도시과학부의 5학부와, 실학적 색채의 진한 학부 구성.자유롭고 개방적인 요코하마를 무대로 중규모 대학 특유의 유연성과 기동력을 발휘하면서 고도로 실천적인 학술을 계승하여 글로컬에 활약하는 인재를 육성하고 있습니다.다양한 배경[…]

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