양자기술센터 세미나
양자기술 연구에 관심있는
물리학과 및 그 외의 모든
학부, 대학원, 연구원 분들의
참여 부탁드립니다.
양자컴퓨터로 열리는 새로운 지평 이온트랩 기술을 중심으로
초청 연사 : 김기환 교수님
소속 : 중국 칭화대학교
일정: 2024.12. 09. / 오후 4:00
장소 : 자연과학대학 4호관 215호
초록
본 발표는 현대 과학기술의 혁신적 패러다임으로 떠오르고 있는 양자컴퓨터에 대한 종합적인 소개를 목적으로 한다. 먼저, 양자컴퓨터의 기본 개념과 그 패러다임적 중요성을 개괄적으로 조명하고, 현 시점에서 주목받는 근본적인 배경을 심층적으로 분석한다. 더불어 글로벌 기술 선도 기업 및 연구기관의 양자컴퓨터 개발 현황을 체계적으로 조망하고, 기술적 실현과정에서 내재된 복합적인 과학적 도전 과제들을 심도 있게 논의한다. 특히 이온트랩 양자컴퓨터 기술을 중심으로 향후 양자컴퓨팅의 발전 방향과 잠재적 응용 가능성, 그리고 학문적 지평의 확장 가능성을 전망적 관점에서 탐색한다.
중성원자 양자컴퓨터의 이해와 구현
Towards the development of neutral atom quantum computer
초청 연사 : 문종철 박사님
소속 : 한국표준과학연구원
일정: 2024.09. 26. / 오후 4:30
장소 : 자연과학대학 4호관 215호
초록
양자컴퓨터는 현재의 디지털 컴퓨터가 갖는 계산능력 한계(예. 거대 복잡 문제의 계산 취약점 등)을 해결할 것이라는 기대와 함께, 추후 정보사회의 게임체인저가 될 것이라고 예상되고 있다. 양자컴퓨터 구현을 위해 연구되는 다양한 물리계 중, 중성원자는 최근 가파르게 떠오르고 있는 물리계로, 높은 큐비트 규모 확장성, 정밀한 큐비트 제어 등이 강점이다.
본 강연에서는 중성원자를 이용한 양자컴퓨터의 작동 원리 및 구현 방법의 개론을 논하고자 한다. 고체기반의 물리계와는 달리, 중성원자 물리계는 초고진공 환경내에서 구현되며, 큐비트 제어는 광학기반으로 이루어지는 차이점이 있다. 중성원자 물리계가 갖는 과학적 혹은 기술적 특징, 양자컴퓨터에의 활용성, 원자 큐비트의 제어 및 측정의 기초에 대해 다룬다. 또한, 최근 중성원자 물리계로 달성한 핵심 연구성과들을 소개하고, 현재의 연구 동향 및 전망을 다루고자 한다. 끝으로, 현재 KRISS에서 개발하고 있는 양자컴퓨터에 대해서 소개하고자 한다.
나노광소자를 이용한 냉각 원자 기반 양자 센서
Quantum enhanced cold atom sensors using nanophotonic devices
초청 연사 : 이재훈 박사님
소속 : 한국표준과학연구원
일정: 2024.05.09. / 오후 4시 반
장소 : 자연과학대학 4호관 215호
초록
Cold atoms are exceptionally capable platforms for demonstrating precise quantum control and measurement. Atomic clocks and atom interferometers provide the highest accuracies for time and force measurements which prove to be essential for studying quantum enhanced metrology. In these cold atom experiments, transporting atomic samples across long distances between interconnected vacuum chambers is an essential technique. In this talk, I will introduce a method where we are able to image the atoms at all points during transport via moving optical dipole trap. In addition, experimental progress for atom-photon coupling to a nanofiber waveguide, along with theoretical estimations for applications to force sensing are discussed.
Progress on Building a Trapped-Ion Quantum Computer
초청 연사 : 김준기 교수님
소속 : 성균관대학교 나노과학기술원
일정: 2024.04.11 / 오후 4:30
장소 : 자연과학대학 4호관 215호
초록
Trapped ions are promising candidates for scalable qubits for practical quantum computing, exhibiting long qubit coherence time, low operational error (state preparation, quantum gate and measurement), and long-range qubit connectivity. Realizing an operational quantum computer with ion qubits includes not only engineering ion trap hardware for stable ion qubit manipulation and high precision control but also stacking software layers to translate high-level quantum circuit representation into device-level instructions. In this talk, we present our recent efforts to construct a full-stack quantum computer with trapped ions and related achievements along the path.
리드버그 원자 배열 기반 양자 컴퓨팅 연구
초청 연사 : 송윤흥 박사님
소속 : 표준과학연구원 (KRISS)
일정: 2023.12.07 / 오후 4:30
장소 : 자연과학대학 4호관 215호
초록
양자 컴퓨팅은 고전적인 컴퓨터가 풀기 어려운 여러 계산적 난제들을 해결할 수 있을지 모른다고 기대하고 있지만, 이를 구현하기 위해서는 기본 단위인 큐비트의 조작을 거대한 규모에서 매우 정밀하게 할 수 있어야 한다. 우리 주변의 세상을 구성하는 기본 단위인 원자는 양자적으로 행동하는 대표적인 대상 중에 하나로, 전기적으로 중성이고 같은 원소이면 모두 동등하기 때문에 큰 규모로 확장시키는 것이 상대적으로 용이하다. 그리고 광집게 (optical tweezer)와 리드버그 전이 (Rydberg excitation)를 이용한 조작 기술의 발전으로 중성원자는 양자 컴퓨팅 구현에 유망한 대표적인 플랫폼 중에 하나로 빠르게 발전하였다. 이 콜로퀴엄에서는 이러한 리드버그 원자 배열 기반 양자 컴퓨팅 연구를 리뷰하고 최신 근황을 소개한다.
극저온 원자 기체를 활용한 소용돌이 현상 연구
초청 연사 : 권우진 교수님
소속 : 울산과학기술원 (UNIST)
일정: 2023.11.16 / 오후 4:30
장소 : 자연과학대학 4호관 215호
초록
소용돌이는 고전 유체에서 핵심적인 역할을 하는 물리 현상인데 이는 양자 유체속에서도 마찬가지이다. 양자 소용돌이는 그 위상학적 성질 (topological nature) 때문에 점성이 있는 고전 유체 속의 소용돌이와는 매우 다른 경향을 보여준다. 특히, 에너지의 감쇄라는 관점에서, 양자 유체에서 소용돌이는 sound-vortex coupling에 의한 음향 방출 (sound emission)을 통해 그 회전 운동 에너지를 소멸할 수 있다. 그러나 그동안 정밀한 실험적 증거의 부족으로 양자 소용돌이의 소멸에 관한 물리적 이해는 제한되어 왔다.
이번 콜로퀴움에서는 이러한 문제를 다룰 수 있는 극저온 페르미 원자 초유체 시스템에 대해 소개하도록 하고, 양자 소용돌이 충돌 실험을 통한 소용돌이의 소멸에 대해 다루고자한다.
The Quantum World : Quantum Computer & Network
초청 연사 : 염다현 박사님
소속 : 아이디퀀티크
일정: 2023.10.19 / 오후 4:30
장소 : 자연과학대학 4호관 215호
초록
우리는 최근 양자 컴퓨터 및 양자 암호 통신 등 양자 역학의 원리를 이용한 다양한 기술들이 소개되고 개발되며 실제 제품이 나오는 시대에 살고 있다. 양자 컴퓨터는 고전 컴퓨터가 할 수 없거나 오래 걸리는 문제들을 빠르게 계산할 수 있을 것으로 기대하고 있으며 다양한 플랫폼에서 많은 연구진에 의해 실용적인 제품이 개발되고 있다. 또한, 양자 역학의 성질을 이용하여 복제 및 도청이 불가능한 통신이 제안되었고, 관련된 제품도 소개되고 있다. 본 발표에서는 우리 앞에 다가온 양자 기술을 소개하고자 한다. 특히 양자 컴퓨터에 대해서는 다양한 플랫폼 중, 이온 포획을 기반으로 하는 양자 컴퓨터를 소개할 계획이며, 양자 통신은 양자 난수 발생 및 BB84 프로토콜을 기반으로 하는 양자 키 분배 기술 및 현 상황을 소개하고자 한다.