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  • 서울시립대학교 안도열 석좌 교수, 위성기반 양자통신을 위한 원천기술 개발

  • - 네이처 자매지 npj Quantum Infgormation에 논문 발표
    - 인공위성기반 양자통신의 핵심요소인 광자의 편광과 중력장과의 상호작용에 대한 이론 적립
    - 미국공군연구소(AFRL), 서울대학교와 공동연구

    서울시립대학교 안도열 교수님 사진


     서울시립대학교는 전자전기컴퓨터공학부 안도열 석좌교수가 미국공군연구소(AFRL) 폴 알싱 박사, 서울대학교 박남규 교수와의 공동연구를 통해 중력장이 양자시스템에 미치는 영향을 예측할 수 있는 이론을 정립, 네이처 자매지 npj Quantum Information 최신호에 논문이 게재됐다고 밝혔다. 제1 저자는 노한솔 동문(전자전기컴퓨터공학부,09)이다.
      
    * (논문명) Quantum mechanical rotation of a photon polarization by Earth’s gravitational field
     - (제1저자) 노한솔 (서울시립대학교 석사:지도교수 안도열, 서울대학교 박사과정)
     - (제2저자) 미국공군연구소 (AFRL) 폴 알싱 (Paul M Alsing) 박사
     - (교신저자) 서울시립대학교 안도열 석좌교수

      
    공동연구진은 지구의 중력장이 지상의 기지국과 인공위성 간 양자통신에 사용되는 광자의 편광에 미치는 영향을 예측할 수 있는 위그너 회전에 대한 이론적 모델을 정립했다. 본 논문에서 도출된 중력에 대한 양자효과가 실험적으로 검증될 경우 양자역학과 일반상대성 이론이 결합될 수 있는 학문적인 단초가 될 수 있을 것으로 예상된다.

     이 연구로 지구의 중력장이 GPS시스템처럼 위성 기반 양자통신에 상당한 오류를 초래할 수 있음이 밝혀졌다. 이 연구 성과는 인공위성 기반의 양자통신 등 4차산업혁명의 신기술 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

     현대물리학의 양대 축인 양자역학과 일반 상대성 이론의 결합은 지금까지도 난제라는 것이 학계의 정설이었으나, 이번 연구개발을 통해 양자계에 대한 일반 상대성 이론 적용의 새로운 지평을 열었다는 평가를 받고 있다.

     안도열 교수는 2020년 9월, 미공군에서 선정한 혁신적인 양자기술 연구자 후보에 선정, 2021년 3월부터 미공군 연구소에서 발주한 양자컴퓨팅 최적화 연구를 수행하고 있다. 한편, 안 교수는 그동안 10건의 미국특허와 10여 건의 국내특허를 확보했으며 양자컴퓨팅 및 양자암호기반의 사이버 보안 원천기술을 보유하고 있다. 2020년도에만 5건의 관련 미국특허를 획득했다.

     안 교수는 반도체 레이저와 양자정보통신에 대한 연구업적을 세계적으로 인정받아 2005년 IEEE 펠로우, 2009년 미국물리학회(APS) 펠로우에 선정됐으며 2016년 일리노이대학교 탁월한 동문상 (Distinguished Alumni Award)을 수상한 바 있다. 지금까지 250여 편의 SCI논문을 발표하고 40여 건의 국제특허를 획득했다.

     지상의 기지국과 인공위성간 양자통신에 사용되는 광자의 편광에 중력장이 작용하는 원리에 대한 개념도
    <지상의 기지국과 인공위성간 양자통신에 사용되는 광자의 편광에 중력장이 작용하는 원리에 대한 개념도>