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단일광자를 발생하는 양자 메모리를 이용하는 확장적 포톤 큐빗 발생 장치에 있어서,공간적으로 1차원 이상의 복수의 격자를 형성하고, 각 격자 위치에 존재하는 N개의 양자메모리를 이용하여 스펙트럴 홀 현상을 다차원 활용하여 공간적 및 시간적으로 재생 통제 가능한 단일광자 군을 발생하는 양자메모리 모듈;상기 양자메모리 모듈에 일대일 대응하여 N개의 단일 광자 광원을 발생하는 레이저 모듈;상기 양자메모리 모듈로부터 발생한 단일광자 군을 선형광학기를 이용하여 1큐빗 양자로직 게이트를 수행하는 포톤큐빗 생성 모듈;상기 포톤 규빗 생성 모듈에서 생성된 포톤큐빗을 선택적으로 스위칭하는 광스위칭 모듈; 및 양자컴퓨팅 알고리즘 또는 양자 암호 통신 알고리즘을 수행하기 위해 각 모듈을 제어하는 컨트롤 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 확장적 포톤큐빗 발생 장치
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제1항에 있어서,N개의 양자메모리는 두 개 이상의 바닥 에너지 준위 (|1003e#, |2003e#, |Aux003e#) 및 1개의 들뜬 에너지 준위 (|3003e#)를 가지는 것을 특징으로 하는 확장적 포톤큐빗 발생 장치
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제2항에 있어서,상기 양자메모리 모듈은, 상기 양자메모리의 에너지 준위 |1003e#-|3003e#에 비공진하는 라만메모리 방식을 만족하는 단일광자를 입력받아, 상기 에너지 준위 |1003e#에 있는 고체이온 앙상블 중 하나가 상기 에너지 준위 |2003e#로 전이되는 예고검출(heralding detection) 방식으로 단일광자를 확정적으로 저장하는 것을 특징으로 하는 확장적 포톤큐빗 발생 장치
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제3항에 있어서,상기 양자메모리 모듈은, 광잠금 조건을 만족하면서 공진하는 라만펄스 쌍을 이용하여 고체매질에서 발생하는 스핀 T2*에 따른 결맞음 가속현상을 동결하고, 스핀밀도전이시간에 따르는 결맞음전이시간을 광잠금으로 확보하여 저장시간을 연장하는 것을 특징으로 하는 확장적 포톤큐빗 발생 장치
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제2항에 있어서,상기 양자메모리 모듈은, 상기 에너지 준위 |1003e#-|3003e#에 공진하는 재생펄스에 의해 조절에코 양자메모리를 만족하는 비축퇴네파장진행에 따라 상기 에너지 준위 |2003e#-|3003e#에 공진하는 단일광자를 각각의 양자메모리로부터 확정적(deterministic)으로 발생하여, 공간적 또는 시간적으로 구분 가능한 N개의 확장적(scalable) 단일광자 군을 발생함으로써 역진하는 비축퇴네파장진생섞음을 만족하여 기설정된 값 이상의 재생효율 만족하는 것을 특징으로 하는 확장적 포톤큐빗 발생 장치
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제3항에 있어서,상기 양자메모리의 매질의 단일광자가 진행하는 방향으로 스펙트럴 홀을 만들어 예고검출 확률을 증가시키는 것을 특징으로 하는 확장적 포톤큐빗 발생 장치
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제2항에 있어서,상기 양자메모리의 재생을 위해 에너지 준위 |2003e#-|3003e#를 대체하여 |1003e#-|3003e# 준위에 공진하는 읽기 광펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 확장적 포톤큐빗 발생 장치
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단일광자를 발생하는 양자 메모리를 이용하는 확장적 포톤 큐빗 발생 방법에 있어서,두 개 이상의 바닥 에너지 준위 (|1003e#, |2003e#, |Aux003e#) 및 1 개의 들뜬 에너지 준위 (|3003e#)를 가지는 N개의 다차원 양자 메모리로 양자메모리 모듈을 구성하는 단계;상기 각 양자 메모리에 일대일 대응하고, 상기 양자메모리의 에너지 준위 |1003e#-|3003e#에 비공진하는 라만 양자메모리 방식을 만족하는 N개의 레이저 모듈로부터 단일 광자 광원이 출력되어 상기 양자 메모리 모듈로 입력되는 단계;상기 양자 메모리 모듈은 단일 광자가 검출되면, N개의 양자 메모리를 이용하여 스펙트럴 홀 현상을 다차원 활용하여 공간적 또는 시간적으로 재생 통제 가능한 단일광자 군을 발생하는 단계;상기 양자메모리 모듈로부터 발생한 단일광자 군을 선형광학기를 이용하여 1큐빗 양자로직 게이트를 수행하여 광자 큐빗 생성하는 단계; 및2 큐빗 이상의 입력 큐빗을 확정적으로 확보하기 위해 선택적으로 한 개 이상의 포톤큐빗을 선택하는 광자 큐빗을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 확장적 포톤큐빗 발생 방법
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