中’양자의 아버지’ 판 지안웨이와 IQOQI 안톤 차일링거

50km 거리 광섬유 케이블로 두 개의 양자 메모리 사이 양자 얽힘 상태를 구현한 판 지안웨이(Pan Jianwei, 潘建伟)는 중국의 대표적인 양자 물리학자다.

중국 허베이성의 중국 과학기술대학(University of Science and Technology of China, USTC) 연구팀을 이끄는 그는 양자 연구로 2017년 네이처 선정 10인(Nature ‘s 10) 중 한 명으로 선정되기도 했다.

오스트리아의 양자 물리학자 안톤 차일링거(Anton Zeilinger) 연구팀에서 연구 경력을 쌓은 판 교수는 2008년 중국에 돌아와 양자 기술 연구에 몰두했다.

판 교수 연구팀은 2004년 5개 광자 얽힘을 달성했다. 그의 지도 아래 세계 최초 양자 위성이 국제 연구 프로젝트 ‘우주 규모 양자 실험(Quantum Experiments at Space Scale, QUESS)’일환으로 2016년 8월에 성공적으로 발사됐다. 2017년 6월 판 연구팀은 양자 위성을 통해 1600km에서 2400km 사이의 위성-지상 합산 길이와 지상 수신기 스테이션 간 1200km 이상 거리에서 양자얽힘 상태를 달성했다.

7월 판 교수 연구팀은 양자 텔레포트 최장 기록을 갱신했다. 지구상 광자 양자 상태를 1,400킬로미터의 궤도 위성의 광자에 전달했다고 보고했다.

9월 29일, 미치우스(Micius)로 알려진 중국 위성은 세계 두 도시인 비엔나와 베이징 사이에서 해킹할 수 없는 화상대화를 가능하게 했다. 위성이 시속 2만9,000km로 밤하늘을 가로질러 위성은 베이징 북동쪽 2시간 거리 싱롱(Xinglong)의 지상국으로 데이터 패킷을 전송했다. 1시간이 채 지나지 않아 위성은 오스트리아를 지나 그라츠시 근처 지상 스테이션으로 ​또 다른 데이터 패킷을 발송했다.

패킷은 데이터 전송 보안을위한 암호화 키로 분배 된 키는 양자 상태의 광자로 인코딩됐다. 광자를 감지하면 양자 상태가 교란된다. 해커의 침해를 즉시 감지할 수 있다.

판 교수의 박사 어드바이저이자 현재 비엔나 대학(University of Vienna) 공동 연구원 안톤 자일링거(Anton Zeilinger)는 이 실험을 ‘역사적 사건’으로 당시 네이처에서 지칭했다.

연구팀은 전 세계에서 양자 정보를 공유할 수 있는 위성 및 지상 장비 네트워크인 양자 인터넷 개발을 주도하고 있다. 양자 암호화 뿐만 아니라 초 고해상도 망원경 등 장거리 양자 얽힘을 활용하는 새로운 실험을 수행할 수 있다.

판 연구팀은 양자 시뮬레이션, 계산 및 광학을 포함, 다 분야에 걸친 과학자 그룹이다. 판 교수는 양자 통신, 계측 및 컴퓨팅에 중점을 둔 20억 달러 규모 5년 이니셔티브를 이끌고 있다.

판 교수는 중국과학원(CSA) 회원으로 2012년에는 국제 양자통신상(International Quantum Communication Award)을 수상했다. 2014년 4월에는USTC부총장으로 임명됐다. 양자 텔레포테이션 (quantum teleportation) 연구로 연구팀은 2015년 1급 국가자연과학상(State Natural Science Award)을 수상했다.

안톤 차일링거(Anton Zeilinger). credit:  J. Gdany(2011).

안톤 차일링거

안톤 차일링거(Anton Zeilinger)는 개척적인 양자 물리학 개념과 실험을 구축한 공헌으로 2008년 영국 물리연구소(Institute of Physics UK)의 이삭 뉴턴 메달을 받은 오스트리아 양자 물리학자다.

차일링거는 비엔나대학 물리학과 교수로 오스트리아 과학 아카데미 양자 광학 및 양자 정보연구소(IQOQI)의 수석 과학자다.

안톤 차일링거는 양자 정보 분야와 양자 역학의 기초 분야의 선구자다. 그는 독립적 큐비트의 양자 순간 이동, 얽힘 교환(얽힌 상태의 순간 이동), 초고밀도 코딩(실험에서 최초로 실현된 얽힘 기반 프로토콜)을 포함, 얽힘 기반 양자 암호화, 단방향 양자 계산 및 블라인드 양자계산 등 양자 정보 프로토콜을 처음으로 실현했다.

그의 양자 역학 실험적 및 개념적 기초 분야 기여는 원자를 통한 중성자에서 풀러렌과 같은 거대 분자에 이르기까지 다중 입자 얽힘과 물질 파동 간섭을 포함한다.