광자를 사용한 2차원 양자걸음의 실험적 구현 - 복잡한 양자 현상 연구에 한 걸음 더 다가가 -
연구결과개요
2. 연구내용
본 연구는 단일 광자에 의한 2차원 양자걸음을 처음으로 실험적 구현을 하였으며, 또한 원격으로 양자걸음의 결과를 변화시켰다. 실험 구상도는 그림1과 같다. 먼저 얽힘 광원으로부터 얽힘 광자 쌍을 생성하여 첫 번째 광자를 이용해 2차원 양자걸음을 하였으며, 두 번째 광자에는 다양한 편광 상태를 측정하였다. 
얽힘 광자 쌍 중 첫 번째 광자를 사용한 2차원 양자걸음은 그림1과 같이 구현하였으며, 이때 양자걸음의 동전 상태는 광자의 편광을 사용하였다. 양자걸음의 구현은 먼저 동전 상태에 대해 동전을 던지는 작용을 시켜준 후, 동전 상태에 따라 보행자의 위치를 좌우로 옮겨 주었다. 그리고 다시 동전을 던지는 작용을 시켜준 후, 동전 상태에 따라 보행자의 위치를 상하로 옮겨주는 작용해 줌으로써 2차원 양자걸음을 구현하였다. 이와 같은 동전 던지기와 보행자 위치 변화를 작용을 시켜준 후 얻어지는 양자걸음의 결과는 광자의 확률 분포로 나타내어진다. 
광자 쌍의 두 번째 광자는 편광 분석기와 광자 검출기를 사용하여 편광을 측정하였다. 이때 두 번째 광자의 편광 측정은 첫 번째 광자의 양자걸음이 끝난 이후에 시행되었다. 그 결과는 그림2에서 보는 것과 같이 두 번째 광자의 편광을 측정하는 방법에 따라 2차원 양자걸음의 결과인 확률 분포가 바뀜을 확인하였다.
광자를 사용한 2차원 양자걸음의 실험적 구현
두 번째 광자의 편광 측정은 편광 분석기와 무엇을 사용하여 이루어졌을까
광자 검출기