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[과학뉴스] 양자도 1부 1처?


과학자들이 거시적인 규모에서 양자 얽힘을 관측하는 데 최초로 성공했다. 이 과정에서 양자가 소수의 ‘얽힘 배우자’를 갖고 있을 때만 강하게 얽힌다는 사실도 밝혀냈다. 양자 얽힘은 미시세계에서만 관측할 수 있는 현상으로 두 개의 양자 상태가 거리와 상관없이 서로 긴밀히 연결된 것을 뜻한다. 그러나 초전도성이나 빛의 압착 같은 거시적인 효과도 양자 얽힘과 관련이 있다. 빛의 압착 효과는 양자 암호법으로 비밀 키를 분배하거나 광통신에서 약한 신호를 전송하는 데 유용하게 쓰인다.

스페인 광학연구소(ICFO) 모건 미첼 교수팀은 압축된 편광 빛줄기(beam of polarization-squeezed light)를 만든 뒤 무작위로 소수의 광자를 뽑아내 양자상태를 관측했다. 그 결과 이론적인 예측과 동일하게 임의의 두 광자가 얽혀 있었다. 연구팀은 ‘얽힘 일부일처제(entanglement monogamy)’ 효과도 확인할 수 있었다. 아주 적은 수의 광자가 얽힐 때만 서로 강하게 얽힐 수 있었던 것. 모건 교수는 “압착된 상태에서 입자들이 서로 얽혀 있을 것이라는 예측을 실제 실험으로 증명했다는 데 의의가 있다”고 말했다.
글 : 변지민 과학동아 here@donga.com
이미지 출처 : 네이처 물리학

과학동아 2015년 05월호