움직이는 상황에서도 끊기지 않는 양자 통신 기술을 우리나라가 세계 최초로 개발했어요!
위성이나 선박, 드론처럼 계속 움직이는 환경에서는 안정적인 통신이 어려울 수 있어요. 그런데 국내 연구진이 이런 상황에서도 안전하고 끊기지 않는 양자 암호 통신을 할 수 있는 새로운 기술을 개발했어요.
한국전자통신연구원(ETRI)과 한국과학기술원(KAIST)은 '측정 보호(MP)'라는 새로운 이론으로 양자 암호 키를 주고받는 기술을 만들고, 실험을 통해 가능성을 입증했어요. 이 기술은 양자의 상태를 일일이 확인하거나 보정하지 않아도 안정적으로 통신할 수 있다는 점에서 큰 주목을 받고 있답니다.
양자 통신은 빛의 아주 작은 단위인 '양자'를 이용해 정보를 전달하는 기술이에요. 중간에 누가 몰래 보려고 하면 그 사실이 바로 드러나기 때문에, 도청이 거의 불가능한 안전한 통신 방식이에요.
이 가운데 양자키분배(QKD)는 이런 안전한 통신을 위해 반드시 필요한 기술이에요. 양자키분배는 정보를 암호화할 때 사용하는 비밀 키를 양자를 이용해 안전하게 나누는 방법이죠. 하지만 지금까지는 날씨나 주변 환경의 영향을 크게 받아서, 움직이는 위성이나 드론, 선박 같은 곳에서는 양자키분배가 어렵다는 문제가 있었어요.
이런 한계를 극복하기 위해 연구진이 개발한 측정 보호 이론은 양자의 상태를 따로 보정하지 않아도 되면서, 이동 중인 환경에서도 안정적인 양자키분배를 가능하게 했어요.
연구진은 이를 검증하기 위해 100MHz 레이저 광원(VCSEL)을 이용해 빛 신호를 만들고, 10미터 거리에서 다양한 방해 요소가 있는 상황을 만들어 실험을 진행했어요. 그 결과, 양자 비트 오류율(QBER)을 20.7%까지 높여도 통신이 가능한 걸 확인했어요. 기존보다 훨씬 더 불안정한 상황에서도 통신이 잘 된다는 뜻이죠.
이 기술은 앞으로 위성과 지구 사이의 보안 통신, 드론이나 해상에서의 통신 등 다양한분야에 활용될 수 있을 것으로 기대돼요.
이 연구는 세계적으로 권위 있는 학술지인 IEEE의 통신 분야 저널에도 실렸답니다.
최성훈 기자 csh87@etnews.com