양자 얽힘의 메커니즘이 궁금합니다.

Question

양자 얽힘을 이용해 원거리 양자통신을 할 수 있는걸로 알고 있습니다. 심지어 이론적으로는 순간이동도 가능하다고 하는데 얽혀 있는 두 양자는 하나의 상태가 결정되면 몇억광년 떨어져 있는 다른 하나의 상태도 즉각적으로 동시에 결정된다고 하는데 그렇게 멀리 떨어진 양자를 어떻게 얽히게 할 수 있다는 건지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

양자얽힘은 그냥 개념적인 이야기일뿐입니다.

두 물체가 긴밀히 엮여있고 한쪽 물체의 정보를 알게되면 반대쪽 물체의 정보가 결정된다고 보시면 됩니다.

따라서 아무리멀리 떨어져있더라도 얽혀있는 관계이기 때문에 정보의 전달이 빛보다 빠르게 우리에게 인지된다고 보는겁니다.

이러한 현상은 양자적 스케일에서는 증명된바가 있습니다.

이러한 개념적이론을 실생활에 적용한것이 양자컴퓨터입니다.

감사합니다.

Answer 2

입자가 두 개로 쪼개지면 스핀이 정해집니다.

간단히 위로 도는 스핀, 아래로 도는 스핀으로 나뉘어진다고 하겠습니다.

입자를 이제 두 개로 쪼개어 하나는 자신이 가지고 하나는 아주 아주 멀리 보낸다고 가정하겠습니다.

그러면 자신이 가진 입자를 확인하는 순간, 다른 입자는 아주 멀리 떨어져있음에도 불구하고 스핀의 방향을 알 수 있습니다.

내가 가진 방향이 위로 도는 스핀이라면, 멀리 있는 입자는 반드시 아래이기 때문입니다.

이러한 양자 얽힘에 의해 빛의 속도를 초월할 수 있는 속도로 정보를 획득할 수 있고,

이것이 통신에 가능할 것이라고 생각하는 것이 양자 얽힘입니다.

Answer 3

양자 얽힘은 양자 역학에서 이론적으로 가능한 현상으로, 두 양자를 얽혀 놓으면 어느 한 쪽의 양자 상태가 결정되면 다른 한 쪽의 양자 상태도 동시에 결정되는 것을 말합니다. 멀리 떨어진 양자를 얽히게 하는 것은 실험에서는 두 가지 방법으로 이루어집니다. 하나는 하나의 광자로 두 양자를 동시에 살포하는 것이고, 다른 하나는 같은 원자나 분자에서 나온 두 개의 양자를 이용하여 만드는 것입니다. 하지만 실제로는 멀리 떨어진 두 양자를 직접 얽히게 하는 것은 아직까지 기술적으로 어려운 문제입니다.