요코하마 국립 대학 대학원 공학 연구원의 코사카 히데오 교수들은 독일의 Stuttgart 대학, 오사카 대학, 도쿄 대학과의 공동 연구로 양자 통신에 사용하는 광자를 양자 메모리가 되는 다이아몬드 중에 양자 텔레포테이션의 원리로 전사 그리고 장시간 보존하는 신원리의 실증에 세계에서 처음으로 성공했다고 발표.절대적으로 안전한 양자통신망의 비약적 장거리·고신뢰화가 기대된다.
양자통신은 양자역학을 응용한 도청 불가능한 암호통신 기술로, 양자로 이루어진 암호키의 자동 전달(QKD)을 이용한다.현재, 100km 정도의 거리에서 실용화가 진행중이지만, 그 이상의 장거리에는, 양자 텔레포테이션이라고 하는 원리로 광자가 한번으로는 닿지 않는 먼 곳에 양자 상태를 재생하는 양자 중계가 불가결.광자가 도착하는 수 10km마다 배치한 양자 노드 사이에 양자 얽힘(2 양자간의 양자적인 상관 상태)을 생성해, 양자 노드내에서 양자 얽힘을 검출할 필요가 있다고 한다.
중계 노드는 양자 메모리가되는 다이아몬드 내의 핵자를 가지며, 광자의 양자 상태는 전자를 통해 핵자로 양자 텔레포테이션 전사된다.이러한 전사를 수 10km마다의 각 구간에서 행하고, 고전 측정이 아닌 양자 측정을 행함으로써, 도청 불가능한 양자 중계가 가능해진다.본 방식에서는 1000km의 회선으로 초당 100메가비트의 정보 전송이 가능하다고 한다.원자를 구성하는 전자와 핵자의 스핀은 초미세 상호작용이라는 양자 얽힘을 이끄는 힘으로 연결되어 있다.양자 텔레포테이션에는 이 물질 내재의 양자 얽힘을 종으로 하고, 광자의 흡수에 의한 양자 얽힘 검출을 응용하여 광자의 양자 상태를 핵자에 전사하는 데 성공했다.
이번 성과로 양자통신 네트워크를 세계로 넓혀 물리법칙에 의해 안전성이 보장된 안심하고 건전한 정보화사회의 지속적인 발전이 가능하다고 한다.
