신호 일본 과학자들, 양자 'W-상태' 즉각 탐지 성공 — 양자 인터넷 돌파구

요약

교토대와 히로시마대 공동연구팀은 다케우치 시게키(Shigeki Takeuchi) 교신저자와 박거배(Geobae Park), 홀거 호프만(Holger F. Hofmann), 오카모토 료(Ryo Okamoto) 연구진을 중심으로 단발 광자 3개를 이용해 양자 W-상태를 즉각 탐지하는 데 세계 최초로 성공했다. 연구팀은 W-상태의 '순환 이동 대칭성'을 활용해 임의 개수의 광자에 적용 가능한 양자 푸리에 변환을 수행하는 광자 양자회로를 구축, 숨겨진 W-상태 구조를 측정 가능한 신호로 변환했다. 이번 실증에는 별도 능동 제어 없이 장시간 안정적으로 작동하는 고안정 광양자회로가 사용됐다. 연구 결과는 Science Advances(11권 37호, 2025년, DOI 10.1126/sciadv.adx4180)에 게재됐고 교토대가 2026년 5월 13일 발표했다. 다케우치 교수는 "GHZ 상태에 대한 얽힘 측정 제안 이후 25년 넘게 지나서야 W-상태에 대한 얽힘 측정도 마침내 얻어냈다"고 말했다. 이는 양자 얽힘의 기본 형태인 W-상태를 식별하는 얽힘 측정의 세계 최초 실험적 실증으로, 양자 인터넷 구현에 필요한 성과로 평가된다.