초록 ▼

□ 연구개요
양자역학적 열역학을 연구한다. 열역학은 고전역학을 기반으로 한다. 따라서 이 주제는 양자역학과 고전역학의 경계에 대한 문제가 된다. 이와 관련하여 양자역학의 주요 특성인 측정, 얽힘, 약한 값 등을 연구한다. 최근 열역학의 주요 이슈는 정보 물리학과 요동정리다. 본 연구에서는 양자정보의 간섭성이 자원으로서 어떤 의미를 갖는지 연구하고, 양자정보를 고려하는 요동정리를 유도하는 것이 주요 목표가 된다.

□ 연구 목표대비 연구결과
양자열역학의 5가지 주요 연구목표에 대한 결과 정리
● 교란 없는

□ 연구개요
양자역학적 열역학을 연구한다. 열역학은 고전역학을 기반으로 한다. 따라서 이 주제는 양자역학과 고전역학의 경계에 대한 문제가 된다. 이와 관련하여 양자역학의 주요 특성인 측정, 얽힘, 약한 값 등을 연구한다. 최근 열역학의 주요 이슈는 정보 물리학과 요동정리다. 본 연구에서는 양자정보의 간섭성이 자원으로서 어떤 의미를 갖는지 연구하고, 양자정보를 고려하는 요동정리를 유도하는 것이 주요 목표가 된다.

□ 연구 목표대비 연구결과
양자열역학의 5가지 주요 연구목표에 대한 결과 정리
● 교란 없는 측정 (disturbance free measurement): 측정의 세기를 작게 하는 극한을 취하며 얻어진 결과 가운데 초기조건과 같은 것에 대한 조건부 상황을 고려하여 교란 없는 측정을 구현. 실험으로도 검증함.
● 약한 값에 의한 간섭무늬가시성 (fringe visibility by weak value): 교란 없는 측정과 유사한 방법으로 측정으로 사라진 간섭무늬를 복구하는데 성공.
● 간섭성밀도 (coherence concentration): 양자 결맞음 농축을 하고, 그 결과물로부터 다시 희석을 거칠 경우 원래의 양자상태를 복구할 수 없음을 보임.
● 양자요동정리 (quantum fluctuation theorem): 양자정보를 고려하는 양자요동정리를 증명함.
● 측정독립성 (measurement independence): 벨 부등식의 가정인 측정독립성 혹은 자유의지 가정이 갖는 물리적 의미를 깊이 탐구함. 이를 통해 측정독립을 고려하는 상황에서 벨 부등식의 필요충분조건을 구함.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 양자역학의 주요 특성을 깊이 탐구하고, 정보열역학과 양자요동정리의 일반적 형태를 증명하는 것과 같은 기초과학적 이슈를 다룬다. 이런 주제는 즉각적인 경제적, 기술적 응용은 없을 수 있지만 물리학의 기초이론에 대한 깊이 있는 이해를 주어 장기적으로 학문 발전에 도움을 준다는 점에서 중요성이 있다고 하겠다. 교란 없는 측정과 약한 값에 의한 간섭무늬가시성 연구는 정밀 측정의 기초 원리에 응용될 가능성이 있고, 간섭성밀도 연구는 미래 양자컴퓨터가 수행할 양자정보처리나 양자데이터 압축에서 도움을 줄 수 있다. 양자요동정리와 측정독립성은 비평형 물리와 양자 얽힘의 기초이론의 구축에서 의미를 가질 것이라 생각한다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• (1) 교란 없는 측정 ... 8
• (2) 약한 값에 의한 간섭무늬가시성 ... 10
• (3) 간섭성밀도 ... 12
• (4) 양자요동정리 ... 15
• (5) 측정독립성 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 21
• 끝페이지 ... 25