《과학기술력은 국가의 가장 중요한 전략적자원이며 사회발전의 강력한 추동력입니다.》
최근에 량자정보과학은 단일포톤들이 제한된 전자들보다 정보나르개들로 더 널리 리용되는 리유로 하여 가장 흥미있고 전도유망한 분야들중의 하나로 된다. 빛속도와 여러가지 비간섭원천들에 대한 견고성으로 하여 포톤들은 단일포톤들의 상태를 조종함으로써 량자정보처리에서 아주 널리 리용된다. 단일포톤들에 기초한 3극소자에 대한 리론적인 착상이 발명된 후 단일포톤3극소자들과 단일포톤스위치들, 원자거울들과 같은 량자장치들에 대한 연구가 진행되였다.
오늘날 량자망은 량자통신과 량자계산과 같은 량자정보처리분야의 연구사들에게 있어서 더욱 흥미있는 문제로 되였다. 단일포톤들의 척도화가능한 량자조종은 우리에게 량자경로들을 량자마디들과 결합시키는 량자망구성의 풍부한 방법을 제공한다. 량자마디내부의 기본요소는 바로 량자경로기인데 그것은 단일포톤준위에서 량자신호의 전파를 조종하기 위한 필수적인 장치이며 최량조종으로 량자신호를 요구되는 마디에로 전달 및 분포할수 있게 하여준다. 그러나 신호(바꾸어 말하면 단일포톤상태)의 량자경로화는 한 송신자로부터 다른 송신자에로의 단일포톤조종보다 구성이 더 복잡하다.
지난 10년간 량자경로기의 많은 리론적 및 실험적론의들이 여러 체계들에서 진행되였으며 나노섬유기술의 급속한 발전과 함께 량자경로기에 관한 제안들은 실험적으로 실현되였다. 최근년간 많은 연구자료들은 리론적으로나 실험적으로 효과적인 량자재경로화를 조사하는데 중심을 두었다. 실지 리용에서 요구되는 높은 실현가능성을 가지고 입사하는 단일포톤들을 전송할수 있는 량자경로기의 실현이 기대되는데 그에 의하여 전파하는 신호는 량자통로들에 효률적으로 분포될수 있다.
우리는 그림. ㄱ)에서 보는것처럼 T분할기은나노선에 결합된 InGaAs/GaAs량자점의 고전순환이행에 기초한 단일포톤빛분할기의 구성모형을 제안하고 빛분할특성에 대하여 리론적으로 론의하였다. 여기서 량자계는 한개의 입구와 두개의 출구를 가지며 세준위InGaAs/GaAs량자점은 두 나노선의 전환점에 놓여있다. 이러한 혼합계에서 입사하는 단일포톤들의 이동특성이 고전적인 마당의 세기, 탈조량, 반도체량자점과 두개의 나노선사이의 결합과 같은 파라메터를 조절하여 조종할수 있다는것을 알수 있다. 더 흥미있는것은 그림. ㄴ)와 ㄷ)에서 보는것처럼 고전적인 마당을 적용하는것으로 인하여 두개의 량자경로들에 결합되는 반도체량자점은 고전적인 보조순환이행을 형성하는데 이것은 입력경로를 따라서 전파하는 단일포톤들을 재경로화하는데서 중요한 역할을 논다. 또한 결과들은 광대역전송특성과 반사손실이 없는 효과적인 단일포톤빛묶음분할기를 설계하는것이 가능하다는것을 보여주었다. 제안된 체계는 량자스위치, 량자론리문, 방향결합기와 같은 나노광학적 및 량자정보처리장치를 실현하는데 리용될수 있다.
우리의 연구결과가 반영된 론문《Realizable Single Photon Beam Splitter Based on Classical-Assisted Cyclic Transition of InGaAs/GaAs Quantum Dot Coupled to the T-Splitter Silver Nanowire》(https://doi.org/10.1007/s11468-021-01459-w) 은 Springer출판사의 《Plasmonics》잡지에 출판되였다.
