[김윤호 교수 토토 분석 사이트실] 단일 광자 정지상태 광 펄스 구현

(왼쪽) 단일 광자 정지상태 광 펄스 구현 (오른쪽) 비 고전적 특성을 가지는 단일 광자 정지상태 광 펄스   

포스텍(포항공대) 김윤호 교수 토토 분석 사이트팀이 양자 정지상태 광 펄스를 루비듐 원자 구름 안에 구현하는데 성공했다.

물리학과 김윤호 교수 토토 분석 사이트팀의 박광균과 한국과학기술토토 분석 사이트원 (KIST)의 조영욱 박사와의 공동토토 분석 사이트를 통해 루비듐 냉각 기체 기반의 단일 광자 정지상태 광 펄스를 구현하는데 성공했다고 밝혔다. 이 토토 분석 사이트는 물리학 분야에서 대표적인 저명 학술지 Physical Review X최신호 (2018. 4)에 게재됐다. 본 결과는 앞으로 단일 광자를 이용한 양자비선형현상의 토토 분석 사이트에 기반이 될 것이다.

정지상태 광 펄스란 광 펄스가 원자와 상호작용하여 원자 구름 내에 군속도가 0인 상태로 갇혀있는 것을 뜻한다. 정지상태 광 펄스를 구현하는 방법은 다음과 같다. 자기 광 포획으로 루비듐 원자 구름을 만들고, 루비듐 원자 구름에 광 펄스와 루비듐 원자의 들뜬 상태와 스핀 상태에 해당하는 레이저를 원자 구름의 양방향에서 통과시키면 광 펄스의 군속도가 원자 구름 내에서 0이 된다.
기존의 실험들은 레이저에서 생성된 결맞음 광 펄스를 이용하여 정지상태 광 펄스를 구현하였다. 하지만 김윤호 교수 토토 분석 사이트팀은 단일 광자의 양자적 특성을 가진 광 펄스를 이용하여 정지상태 광 펄스 구현에 성공하였다. 단일 광자의 양자적 특성은 양자비선형광학을 기반으로 하는 양자 통신 및 양자 광학에 매우 중요한 요소이다.

김윤호 교수 토토 분석 사이트팀은 처음으로 냉각 원자 구름 내에 비 고전적인 정지상태 광 펄스를 구현하였다. 원자와 광자의 상호작용을 높이기 위해 일반적으로 공진기를 사용하는데, 토토 분석 사이트팀은 공진기 없이 원자와 광자의 상호작용을 통한 정지상태 광 펄스를 실험적으로 보였다. 토토 분석 사이트팀의 성과는 공진기 없는 양자 비선형 광학에 새로운 방향을 제시한 것이다.

토토 분석 사이트를 주도한 김윤호 교수는 “이번 토토 분석 사이트 성과는 공진기가 없는 상태에서 단일광자-단일광자 제어 현상을 이용한 단일광자 양자스위칭이나 단일광자 기반의 상호위상변조의 구현에 기초가 되는 결과로써, 양자광학과 양자정보 토토 분석 사이트에서 필수적인 양자게이트 구현을 가능하게 할 것으로 예상하고 있다” 라고 밝혔다.