표준연-국보연, '양자직접통신 기술' 개발
20킬로미터 구간서 보안성 높게 통신 구현
20킬로미터 구간서 보안성 높게 통신 구현
표준연 제공
한국표준과학연구원과 국가보안기술연구소는 차세대 양자통신 기술로 주목받고 있는 '양자직접기술'을 구현하는 데 성공했다고 3일 밝혔다.
양자통신은 빛의 가장 작은 단위인 광자에 정보를 실어 보내는 통신방식으로, 도청자가 일부의 정보를 가로채는 것이 불가능하다.
기존 양자통신 기술은 광자 수준으로 세기가 약한 레이저 펄스를 이용해 발신자와 수신자 사이에 무작위의 암호를 나눠 갖는 과정으로 이뤄진다. 최근 상용화 단계에 이른 양자통신기술 중 하나인 '양자키 분배 기술'은 송신자와 수신자가 비밀키를 나눠 갖고 별도의 메시지를 전송한다. 하지만, 사용자가 늘어날수록 대량의 비밀키를 관리해야 하는 어려움이 있다.
연구팀은 암호와 메시지를 분리하지 않고, 비밀 정보를 양자 채널을 통해 직접 전달함으로써 암호를 따로 관리할 필요가 없는 '양자직접통신 기술'을 개발했다. 이를 위해선 단일 광자를 만드는 광원과 하나의 광자를 측정할 수 있는 검출기, 낮은 광검출 효율이나 광손실·광신호 왜곡을 보상해 주는 기술이 필요하다.
연구팀은 국가용 양자통신 시험통신망을 이용해 표준연과 국보연을 잇는 20㎞ 구간에서 양자직접통신 기술을 성공적으로 구현했다.
통신 구현 과정에서 수백 헤르츠(㎐)의 보안 정보를 전송했으며, 통신 보안성 척도인 '양자비트에러율(QBER)'은 기존 양자키분배 방식과 비슷한 수준인 3∼6%로 보안성이 높은 것으로 나타났다.
표준연은 양자통신을 위한 단일광자 광원과 측정 장비를, 국보연은 시스템 구축과 통신망 구현을 맡았다.
박희수 표준연 양자기술연구소장은 "우리 기술로 양자통신 기술을 구현하는 것은 이번이 처음"이라며 "양자통신 요소기술과 양자컴퓨팅 기술 개발에 큰 기여를 할 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '옵틱스 익스프레스'와 '메트롤로지아' 등에 실렸다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
표준연 제공
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