《수학, 물리학, 화학, 생물학과 같은 기초과학부문에서 과학기술발전의 원리적, 방법론적기초를 다져나가면서 세계적인 연구성과들을 내놓아야 합니다.》
최근에 량자정보과학은 물리학, 특히는 량자통신과 량자망분야에서 가장 빨리 발전하는 분야로 되고있다. 량자계산 및 량자통신분야에서 량자정보처리공정은 본질적으로 량자망에 기초하고있다. 기초적으로 량자망은 일련의 량자통신로들과 량자마디점들로 구성되는데 그것들은 각각 도파관과 량자방출기들로 이루어진다. 고전적인 경로기는 전통적인 망에서 사용자들사이에 고전정보를 주고받는데 리용된다. 량자경로기도 이와 류사하게 량자신호를 한 사용자로부터 다른 사용자에게로 전송하는데 리용된다. 포톤들은 속도가 빠르고 안정하며 쉽게 조종할수 있으므로 전망성있는 정보나르개로 주목되며 따라서 량자통신로에서 포톤신호들을 효률적으로 경로화하는것은 량자통신에서 중요한 과제로 나선다.
단일포톤전송기술의 급속한 발전에 토대하여 최근에는 도파관과 량자방출기가 결합된 계들을 리용하여 량자경로기에 대한 연구가 진행되고있다. 일반적으로 량자망은 다중통로를 가질수 있으며 따라서 다중통로량자경로기는 단일포톤을 한경로로부터 다른 경로에로 이동시키기 위하여 연구할 가치가 있는 대상으로 된다. 단일포톤들에 대한 다중통로량자경로기와 관련한 대다수의 모형들은 다 결합된 공진기도파관을 리용하여 각이한 모양 즉 X-형, T-형, L-형 등으로 제안된것들이다. 대부분의 선행연구들에서는 주로 결합된공진기도파관을 리용하였다. 단일포톤의 량자경로기와 관련하여 1차원플라즈몬도파관을 리용한 연구는 매우 적다. 또한 지금까지 여러개의 련결점을 가진 금속나노선인 다중통로를 가진 량자경로기에 대한 연구는 아직까지 제안된것이 없다.
이러한 고찰로부터 우리는 한개의 련결점을 가진 두개의 플라즈몬을 리용한 단일플라즈몬의 다중통로경로기의 새로운 모형을 제안하였다. 제안된 모형계는 두개의 량자점과 두개의 도파관으로 구성되여있는데 두개의 량자점들은 무한플라즈몬도파관우에 놓여있고 한개의 반무한플라즈몬도파관은 무한플라즈몬도파관과 어느 한 량자점의 위치에서 련결된다. 우리는 제안된 계의 투과, 반사, 전이 등과 같은 경로화특성들을 실공간방법에 기초하여 리론적으로 연구하였다.
연구결과에 의하면 그러한 결합계에서 입사플라즈몬은 탈조, 이행주파수, 결합세기, 량자점들사이의 간격 등을 조절함으로써 경로선택될수 있다. 단일플라즈몬경로화와 관련한 제안된 모형은 량자스위치, 방향성결합기, 량자경로기 등과 같은 량자장치들을 실현하는데 리용될수 있다.
우리는 연구결과를 량자정보처리분야에서의 최신연구성과들을 소개하는 권위있는 잡지인 "Quantum Information Processing(Springer)"에 "Single plasmon router with two quantum dots side coupled to two plasmonic waveguides with a junction"이라는 제목으로 발표하였다.
우리는 량자상태조종에 대한 연구를 심화시켜 량자점, 공진기, 도파관을 비롯한 량자력학적계들을 리용하여 량자문이나 량자신경망을 구성하기 위한 연구사업을 심화시켜나가고있다.
