양자 네트워크는 양자역학 법칙을 기반으로 양자 정보를 저장, 처리, 전송하는 물리적 장치이다. 양자통신, 대규모 양자컴퓨팅을 구현하기 위한 기반이다.칭화대학교 교차정보연구소 Duan Luming 교수 연구팀동일한 종류의 이온을 이중형 큐비트 인코딩으로 활용해 누화 없는 양자 네트워크 노드를 구현한 것은 세계 최초다.이는 향후 양자통신과 대규모 양자컴퓨팅의 실현에 큰 의미가 있다. 이번 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 최근호에 게재됐다.
칭화대학교 상호 정보 연구소의 보조 연구원인 황 위안위안(Huang Yuanyuan)은 동일한 종류의 이온의 두 쌍의 초미세 에너지 준위 구조를 사용하여 광자를 얽히게 하는 데 사용되는 '통신 비트'와 양자 네트워크에 정보를 저장하는 데 사용되는 '저장 비트'를 각각 인코딩했다고 말했습니다. 동시에 레이저를 사용하여 두 큐비트 간의 마이크로초 수준의 일관된 변환도 달성되었습니다.
실험에 따르면 이 방법으로 준비된 통신 비트는 수백 밀리초 이내에 이온-광자 얽힘을 생성할 수 있습니다. 스핀 에코 방법은 저장 비트의 저장 수명을 연장하고 몇 초 정도의 일관성 시간으로 저장 큐비트를 달성할 수 있습니다. 이온-광자 얽힘 생성 동작이 있는 경우와 없는 경우에 저장된 비트의 충실도 변화를 비교함으로써,연구원들은 실험적 정확도보다 낮은 두 큐비트 간의 누화 오류를 확인하여 누화가 없는 양자 네트워크 노드를 가능하게 했습니다.