양자 기술을 향한 양자 물리학의 기초 개념

Q: 이 논문에서 정의한 양자 간섭이란 무엇인가?

양자 간섭은 미시 물리계가 쪼개지지 않는 경우에도 파동처럼 간섭 현상을 일으키는 특성을 말한다. 이는 고전 파동의 간섭과 달리, 양자 물리계가 자기 자신과 간섭하는 현상으로, 양자 결맞음이라고도 불린다. 단일 광자 실험을 통해 고전 확률론으로는 설명할 수 없는 독특한 간섭 무늬를 형성한다.

Q: 단일 광자의 간섭 현상을 고전 확률론으로 설명할 수 없는 이유는 무엇인가?

연구 결과, 단일 광자는 빛살 가르개에서 투과와 반사 중 하나만 확률적으로 선택하며 쪼개지지 않는다. 고전 확률론은 이러한 개별 경로 선택의 확률을 합산하지만, 실제 단일 광자 실험에서는 특정 경로의 검출 확률이 0이 되는 간섭 무늬가 나타난다. 이는 고전 확률론이 파동의 중첩과 소멸을 설명하는 데 필요한 음수 또는 복소수 확률 진폭 개념을 포함하지 않기 때문이다.

이진형

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이진형 (한양대학교)

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회지 電子工學會誌第45卷第4號(通卷第407號)

발행연도: 2018.4

수록면: 18 - 25 (8page)

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양자 과학(quantum science)에 기초한 양자 기술 (quantum technology) 분야가 최근 괄목하게 발전하였다. 이 글은 양자 과학 및 양자 기술에 진입하려는데 있어 어려움을 겪는 양자 물리학 초보자를 위한 것이다. 양자 물리학의 기초 개념인 양자 중첩, 양자 간섭, 그리고 양자 얽힘에 대해 논의한다. 특히, 단일 광자를 이용한 양자 광학 사례를 제시하여 이해를 높이고자 하였다.

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