지난달 24일, 우리대학 김윤호(물리) 교수 연구팀이 양자얽힘 없이 하이젠베르크 한계에 도달하는 약한 양자 측정값 증폭 방법을 발견했다고 밝혔다. ‘하이젠베르크 한계’란 양자 계측 시 측정 정확도를 획기적으로 높일 수 있는 상한선이다. '약한 양자 측정‘은 측정 대상인 양자 상태에 충격을 적게 주면서도 시스템 정보를 최대한 많이 알아내는 효율적인 접근법이다.

이렇게 측정된 약한 값을 이용하면 아주 작은 시간차나 위상차 등 물리량을 증폭시킬 수 있지만, 측정 성공 확률이 낮다는 치명적인 한계가 있었다. 또한, 기존 제안된 양자얽힘을 활용해 약한 값의 측정 성공 확률을 높이는 방법도 양자얽힘 상태 생성에 어려움이 있었다. 연구팀은 약한 값 증폭 시, 양자얽힘을 사용하지 않아도 각 양자 상태가 반복적으로 상호작용하며 하이젠베르크 한계에 도달할 수 있음을 보였다. 김 교수는 “이 연구성과를 통해 양자한계 측정에서 양자얽힘이 필요하지 않다는 사실을 확인함으로써 양자 계측의 실용화에 기여할 것”이라고 말했다.