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리서치 하이라이트

나노 광자 공동(Nanophotonic cavity)에 내장된 이온의 제어 및 싱글 샷(Single-shot) 판독

Nature 580, 7802

양자 네트워크는 정보의 전송, 쓰기 및 읽기가 광자를 통해 발생하는 큐비트(Qubit) 역할을 하는 원자와 유사한 시스템을 기반으로 한다. 다이아몬드의 공극으로 구성된 양자 네트워크는 매우 낮은 온도와 높은 자기장에서의 안정성 문제 또는 작동 조건에 의해 제한된다. Andrei Faraon과 그의 동료들은 나노 광자 공명기(Resonators)에서 단일 희토류 이온의 스핀을 사용하여 자기장이 0이고 1K 이상의 온도에서 안정적인 큐비트를 실현하였다. 공명기는 광학 방사율을 향상시켜 효율적인 스핀 초기화와 고 충실도(High-fidelity) 싱글 샷(Single-shot) 판독을 가능하게 한다. 또한, 사용된 Yb 이온의 단순한 초 미세 구조는 긴 가간섭성 시간(Coherence times)을 초래한다. 이 결과를 통해 양자 컴퓨팅 및 양자 통신과 같은 고체 양자 네트워크 기술을 위한 유망한 새로운 플랫폼을 개발할 수 있을 것으로 보인다.