국내 연구진이 측정 보정 없이도 안정적인 양자키분배(QKD)를 구현할 수 있는 측정 보호(MP) 이론을 세계 처음으로 정립하고 이를 실험적으로 검증하는 데 성공했습니다.

한국전자통신연구원(ETRI)과 KAIST 공동연구팀은 이번 성과로 위성, 드론, 선박 등 이동 환경에서도 안정적인 양자통신 기반 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔습니다.

양자통신은 정보를 빛의 양자 상태로 전송하는 기술로, 도청이 원천적으로 불가능한 보안성을 자랑하지만, 기존에는 환경 변화로 인해 수신기 측정 장치의 반복적인 보정이 필요했습니다.

그러나 연구진은 간단한 국부 연산만으로도 실시간 채널 변화와 무관하게 안정적인 키 분배가 가능함을 입증했습니다.

KAIST 배준우 교수팀이 이론을 개발했고, ETRI연구진은 100MHz VCSEL 광원을 활용해 자유공간 전송 환경에서 다양한 편광 노이즈를 삽입한 실험을 진행했습니다.

실험 결과, 최대 30dB 손실을 적용한 장거리 전송 환경에서도 오류율(QBER)을 기존 대비 20.7%까지 허용할 수 있어, 채널 보정 없이도 실용적인 양자통신이 가능하다는 사실이 확인됐습니다.

연구진은 이는 위성-지상 간 통신과 같은 환경에서 양자 보안 통신을 실현할 수 있는 기술적 기반이 될 것으로 보고 있습니다.

이번 연구 결과는 지난달 25일, 국제 학술지 미국전기전자공학회(IEEE) 통신분야 저널인 Journal on Selected Areas in Communications에 실렸습니다.

또한 ETRI는 양자키분배 시스템의 소형화에 필수인 집적화 칩 기반 QKD 기술도 진전시켰습니다.

기존에는 집적화 과정에서 편광 의존 손실이 성능 저하를 초래했지만, 연구진은 간단한 광학 부품으로 이를 보정하는 기술을 제시하고 실험을 통해 효과를 입증했습니다.

이 성과는 지난 3월, 세계적 학술지 Advanced Quantum Technologies에 표지 논문으로 게재됐습니다.

ETRI는 앞으로도 집적화, 무선화, 상용화 기술을 지속적으로 개발해 글로벌 양자 네트워크의 핵심 기술을 확보하겠다고 밝혔습니다.

TJB 대전방송