과학기술진흥사업단(JST)은 반도체의 단일양자도트(SQD)를 이용하여 양자암호통신 중계에 없어서는 안될 ‘구별이 불가능한 단일광자’를 일정한 시각에 발생시키는데 최초로 성공했다고 발표했다. JST의 국제공동연구인 양자 모츠레(もつれ) 프로젝트(대표=山本喜久 스탠포드대 교수, 서지 알로슈 프랑스 국립과학연구원 교수)가 NTT의 물성과학기초연구소의 협력을 얻어 실현했다. 양자암호통신에서는 도청불가능하다는 이점의 대가로 중계증폭이 불가능하다는 것이 결점. 20킬로미터 이상의 장거리 통신에 적용할 수 없어 실용상의 한계가 있었다. 양자통신의 기본인 0과 1이 동시에 존재하는 양자비트를 충실하게 중계하기 위해 주파수, 위상이 이미 갖추어진 ‘구별이 불가능한 단일광자’의 발생이 필요하게 된다. 이 프로젝트에서는 SQD에 광펄스를 쏘아 마지막으로 방출되는 광자가 일정할 파장으로 발광한다는 것에 주목. 이 최후의 광자만을 필터를 통해서 단일광자로 뽑아냈다. 그러나 이 단일광자의 펄스폭은 길고 위상이 흐트러져 버리는 문제가 있었다. 따라서 SQD를 반도체미소공진기 속에 넣음으로써 단일광자의 펄스폭을 다시 5분의 1로 줄이고, 일정한 주파수로 펄스폭 내에서 위상의 흔들림이 없는 ‘구별이 불가능한 단일광자’를 확인했다. 양자중계나 양자컴퓨터에 응용을 목표로 하고 있다. (NK)