양자메모리 분야의 석학으로 널리 알려진 함병승 광주과학기술원 전기전자컴퓨터공학부 교수가 양자역학의 핵심 현상 중 하나인 ‘양자지우개’에 대해 새로운 해석을 제시했다.
‘양자지우개’는 양자역학에서 머릿속 생각으로 진행하는 사고실험 중 하나로, 양자가 지닌 ‘파동-입자 이중성과 불확정성 원리에 대한 특성을 보여주며 양자의 특성을 측정하거나 감시하는 행위가 양자의 행동에 어떤 영향을 미치는지를 밝히는 데 사용한다.
연구팀은 간단한 간섭계 실험을 통해 ‘양자지우개’에서 소급관측은 관측 가능한 사건 중 절반만을 선택적으로 측정했기 때문에 나타나는 일종의 ‘조작된 현상’이라고 해석하는 새로운 시각을 제시했다.
간섭계는 빛이나 다른 파동의 간섭 현상을 이용해 빛의 성질이나 시스템의 특성을 측정하는 실험 장치. 일반적으로 두 개 이상의 광선을 결합하고 서로 상호작용시켜 간섭 현상을 생성한다.
연구팀은 양자역학의 상보성에 대한 논란에서 각각의 사건이 인과론을 만족시킴에도 불구하고 양자 측정 방법에 의해 선택한 사건만을 특정해 마치 인과론이 위배되는 것처럼 착각하게 된다는 사실을 밝힌 것이 본 연구의 핵심이라고 말했다.
무엇보다 ‘양자지우개’가 성공하기 위해서는 간섭계가 개별 광자(입자적 특성)의 결맞음(파동적 특성)을 만족해야 함을 실험적으로 증명함으로써 개별 입자의 위상관계가 필수적 요건임을 규명했다.
함병승 교수는 “양자역학의 토대가 되는 상보성에 대한 이해를 명확히 해야만 비로소 양자얽힘의 신비함을 과학적으로 이해할 수 있다”며 “궁극적으로 현재 통용되는 광소자․광통신 기술과 양립하는 미래 양자정보통신의 기술적 토대가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
나호정 기자 hojeong9983@aitimes.com
