《과학기술력은 국가의 가장 중요한 전략적자원이며 사회발전의 강력한 추동력입니다.》
량자정보처리의 기본적인 원천으로서의 량자얽힘은 량자암호기술과 량자통신, 량자계산을 포함하여 새로운 응용에서 진수를 이루고있다. 전망성있는 물리적실현들중의 하나는 보임빛대역에서 량자점들을 가지고 얻을수 있는 고체상태량자얽힘이다. 먼거리얽힘은 먼 거리를 통하여 정보를 전송하는데 필수적이다. 이 목적을 위해서는 두개의 멀리 떨어진 큐비트들사이의 상관은 반드시 가상적인 보존, 실례로 포톤에 의하여 조정되여야 한다. 그러나 이 조정이 관습적인 유전체광학요소들에서의 빛전파와 류사한 표면플라즈몬의 성질로부터 포톤대신에 표면플라즈몬에 의하여 수행될수 있다는것이 강한 주의를 끌었다. 플라즈몬나노도파관은 에돌이한계아래에서 전파하는 표면플라즈몬을 가지고 빛을 파장아래차원에로 속박시키며 그 가까이에 위치한 량자방출기들과 강하게 호상작용한다. 단일플라즈몬의 산란과 큐비트들의 얽힘을 탐구하기 위하여 도파관량자전기력학에서 세가지 주요방법들 즉 실공간형식과 입출력형식, 마스터방정식방법이 리용된다.
실공간형식을 가지고 플라즈몬나노도파관에 결합된 두 큐비트들의 얽힘에 대하여 널리 론의된 주목할만한 연구들이 진행되였다. 플라즈몬나노도파관계에서 큐비트들의 얽힘에 대한 이전의 연구들은 두큐비트계에 초점을 두었다. 한편 다립자얽힘은 두립자얽힘보다 훨씬 더 유용하며 가장 단순한 세립자얽힘은 량자정보처리에서 중추적인 역할을 할것이라는것이 이미 증명되였다. 다큐비트도파관계와 관련된 최근의 연구에서 두부분얽힘은 고찰되지 않았으며 다만 쌍얽힘만이 고찰되였다.
우리는 얽힘계량으로서의 동시발생도와 실공간형식을 리용하여 플라즈몬나노도파관계에 의하여 조정되는 비등간격으로 분리된 세 량자점들의 쌍얽힘뿐 아니라 두부분얽힘의 성질도 리론적으로 연구하였다. 우리는 나노계에서 두 량자점들사이의 쌍동시발생도와 세 량자점들에 대한 두부분동시발생도를 계산하는데 초점을 돌리였으며 얽힘에 미치는 여러가지 물리적파라메터들의 영향을 분석하였다. 량자점들사이거리의 넓은 구역에서 세 량자점들에 대한 쌍얽힘상태와 두부분얽힘상태의 높은 동시발생도가 얻어진다는것이 론증되였다. 더우기 플라즈몬마당으로부터의 량자점들의 주파수탈조량과 량자점들사이의 분리거리, 량자점-도파관결합세기, 표면플라즈몬의 군속도 등을 적당히 조절함으로써 최대로 얽힌 상태와 얽히지 않은 상태사이의 절환이 실현가능하게 된다.
여기서 제안된 나노계는 량자통신과 량자계산에서 널리 리용되는 세립자얽힘을 조종하는 량자장치의 실현에서 잠재적인 응용가능성을 가진다.
우리의 연구결과가 반영된 론문《Pairwise and Bipartite Entanglements of Three Non-Equally Separated Quantum Dots in Plasmonic Nanowaveguide System》(https://doi.org/10.1007/s11468-021-01406-9)은 Springer출판사의 《Plasmonics》잡지에 출판되였다.
