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리서치 하이라이트

초전도 회로에서의 공동 내부 광자수 측정

Nature 445, 7127

QED(Quantum electrodynamics)의 공동에서 원자 또는 양자점은 단일 광자와 강한 상호작용을 한다. 최근 연구 결과를 통해서 강한 상호작용 기간은 단일 광자가 여러 번에 걸쳐 흡수되고 재방출 되는 과정에서 얻어진다. Schuster 등은 전자 회로 내에 들어있는 QED 시스템의 독특한 형태의 공동을 제작하는데 성공하였다. 이들이 제작한 공동 내에서는 초전도성 양자 비트(superconducting quantum bit, qubit)가 마이크로웨이브 전도 라인(microwave transmission line)으로부터 광자와 상호작용을 한다. 이러한 시스템에서는 새로운 상호작용 기간이 확보되며, 강력한 분산 제한(strong dispersive limit)으로 불리는 이러한 상호작용 내에서는 단일 광자가 흡수되지 않고도 대규모 영향을 큐빗(qubit)에 주게 된다. 이러한 연구 결과를 통해서 공동 내에 있는 광자의 수를 비파괴적으로 셀 수 있는 방법이 마련되었다. 이러한 효과는 양자 컴퓨터에 요구되는 큐빗-광자 조건부 논리(conditional logic)의 기초로 이용될 수 있을 것으로 보인다.