ETRI, KAIST와 측정보정 없는 '양자키분배' 동시검증 성공

작성일 07-30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">양자 암호통신 이론 정립···실용형 QKD시대 앞당겨</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="2NzQF1P3EN">
          <p contents-hash="e59ea91e95d6a3b2cae8d7c03b7680dad7067c395ed65521168255d1066e704c" dmcf-pid="Vjqx3tQ0Oa" dmcf-ptype="general"> [이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 양자 상태의 측정 보정이 없이 안정적으로 양자키분배(QKD)가 가능한 ‘측정 보호(MP)’이론을 정립하고, 실험을 통해 검증했다.</p>
          <p contents-hash="de9167d983c2a47914f062bea2952918b1876186d2529782376a21477e84452c" dmcf-pid="fxXqvlzTDg" dmcf-ptype="general">한국전자통신연구원(ETRI)은 한국과학기술원(KAIST)과 공동 연구를 통해 위성, 선박, 드론처럼 움직이는 환경에서도 안정적인 양자통신을 구현할 수 있는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="aa3ea66f6f1388454edd2b5e72f7f05b87780e231b0d0e755a568b82d9995ce7" dmcf-pid="4MZBTSqyIo" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="양자 관련 연구를 진행중인 ETRI 연구진.(사진=ETRI)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/30/Edaily/20250730170105607wjhc.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="9dXqvlzTDj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/30/Edaily/20250730170105607wjhc.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            양자 관련 연구를 진행중인 ETRI 연구진.(사진=ETRI)
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="0fe2fed961bf72e827f57a5dec0c4f8a08831c068a60aa13dbe9e3e5195411b7" dmcf-pid="8R5byvBWDL" dmcf-ptype="general">
           양자통신은 정보를 빛의 양자 상태로 전송하는 고정밀 기술이다. 하지만, 무선으로 이동중인 환경에서는 날씨나 주변 환경 변화의 영향을 받아 통신이 불안정해진다. 특히 하늘이나 바다, 공중처럼 실시간으로 변화하는 환경에서는 양자 상태의 안정적인 전달이 어려웠다.
          </div>
          <p contents-hash="e1aef367cb4fe452504e1507bbc02239e1f067be9cd6f5fb92e10a9f67292d46" dmcf-pid="6e1KWTbYIn" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 한계를 극복하고, 이동중인 상태에서도 안정적으로 양자 정보를 주고받을 수 있는 기술의 가능성을 제시했다.</p>
          <p contents-hash="902b924aaf4d244453ab3eb1651e2452621e3c26e0cf08efee6b1609be7c17e3" dmcf-pid="Pdt9YyKGEi" dmcf-ptype="general">일반적으로 양자키분배(QKD) 기술은 양자역학 원리를 이용해 도청이 원천적으로 불가능한 암호 키를 분배하는 기술을 뜻한다. 기존 QKD 프로토콜은 채널 상태가 바뀔 때마다 수신 측 측정 장치를 반복해서 보정해야만 했다.</p>
          <p contents-hash="31947883ca80c368d4709799f70c66276363c6f0cdf0eda611c8cfeea089f1e8" dmcf-pid="QJF2GW9HEJ" dmcf-ptype="general">이번 연구에서는 간단한 국부 연산만으로도 채널 상태에 관계없이 안정적인 키 분배가 가능함을 증명해 냈다. 이론은 KAIST 배준우 교수팀이 정립했고, 실험은 ETRI 연구진이 수행했다.</p>
          <p contents-hash="b0e3803191946cd87828dbf620c093e393b09728f32068db4c9a8524db355f83" dmcf-pid="xi3VHY2Xmd" dmcf-ptype="general">연구진은 단일광자 펄스를 생성하기 위해 100메가헤르츠(MHz)인 광원인 수직 공진형 표면 발광 레이저(VCSEL)를 활용했다. VCSEL은 레이저 빔이 칩의 상단 표면에서 수직으로 방출되는 반도체 레이저의 한 종류이다.</p>
          <p contents-hash="5d180260ab0753614c8d31815c8ad9218055b4cfac51696f2763df333cdaa6a5" dmcf-pid="yZaIdROJIe" dmcf-ptype="general">연구진은 10m 자유공간 구간에 최대 30데시벨(dB) 손실을 적용한 장거리 전송 환경을 구현하고, 다양한 편광 노이즈를 삽입해 무선환경의 장거리 실험을 상정해 양자 전송과 측정이 원활하게 됨을 검증했다.</p>
          <p contents-hash="a70f40bc8593ba35502a1332b3ed3924f790cf6abc6fbb2b640300f82e157e5d" dmcf-pid="W5NCJeIiOR" dmcf-ptype="general">그 결과, 측정보호(MP) 기반 QKD 시스템은 전송된 양자 비트 중 오류가 발생한 비율을 뜻하는 양자 비트 오류율(QBER)의 시스템 최대 허용치를 기존 대비 20.7%까지 향상시키는 것으로 나타났다.</p>
          <p contents-hash="d0a0d21098a21748c67c112d421b9f574bc5d1b1e0f196951673b10417bb81a8" dmcf-pid="Y1jhidCnIM" dmcf-ptype="general">이는 수신된 양자 비트 중 오류가 20.7% 미만이면 별도의 측정 보정 없이 안정적인 양자키분배가 가능하다는 의미다. 측정 보정 없이 다양한 채널 노이즈 환경에서도 안정적인 키 생성을 달성하여 신뢰성 있는 양자통신을 구현할 수 있는 기반을 마련한 것이며, 위성·지상 링크와 유사한 환경에 적용이 가능할 전망이다.</p>
          <p contents-hash="b797a0d5bc0b712c838cdd01413e67b7011eacceab5a09c51efea01b8b2802a3" dmcf-pid="GtAlnJhLOx" dmcf-ptype="general">연구 결과는 지난달 25일 미국전기전자공학회(IEEE)의 통신분야 학술지인 ‘Journal on Selected Areas in Communications’에 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="6788c99f8ca9d7bbda849693d54935998c45b75fcb9a8906c770cbac7b6a9f0f" dmcf-pid="H0ETgLvaDQ" dmcf-ptype="general">윤천주 ETRI 양자기술연구본부장은 “채널 변화에 독립적인 QKD 구현은 양자암호통신의 유연성을 높인다”며 “장거리 자유공간 링크 기술로 확장해 글로벌 양자 네트워크 기반을 마련하겠다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="cc002066d10a5c00331535762d49dce50966d52a5dcea853426806f155b9426c" dmcf-pid="XpDyaoTNrP" dmcf-ptype="general">배준우 KAIST 전기전자공학부 교수는 “복잡한 환경에서도 신뢰할 수 있는 양자 보안 통신을 현실로 끌어올리는 결정적 전환점이 될 것”이라고 강조했다.</p>
          <p contents-hash="9ce127eb08654b4095d3ecd9ec91f5c9d5ea0a4483530142c9da2e84fc786cdc" dmcf-pid="ZUwWNgyjI6" dmcf-ptype="general">강민구 (science1@edaily.co.kr) </p>
         </section> 
        </div> 
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