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안전성 및 전송효율 향상을 위한 양자정보통신 기술

전문가 제언: ○ 최근 정보기술의 발달에 따라 정보 데이터 중에는 국가기밀, 개인 의료 데이터 등을 장기간 안전하게 보관할 필요가 있으며 그 범위는 과학기술의 발전과 함께 매년 증가하고 있다. 이에 따라 보다 강력한 암호기술의 개발과 어떤 기술에 의해서도 암호 해독이 불가능하고 정보이론적 안전성에 기반한 암호기술의 개발 등이 요구되고 있다.

○ 양자정보통신 기술은 절대적으로 안전성을 보장하는 암호통신(양자암호), 대용량 통신(양자통신) 등을 실현하는 기술로 기대되고 있다. 1980년 중반에 개발된 양자키 배송(QKD : Quantum Key Distribution)은 광 네트워크 상에서 원 타임 패드(one time pad)를 실현할 수 있게 하였다.

○ 현재 광통신 네트워크 기술은 고전역학(전자기학 및 광학)에 기반한 설계방식을 채택하고 있어 그 성능의 한계점이 제시되고 있다. 이에 따라 양자역학까지 고려한 시스템을 최적화하면 전송성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

○ 일본에서는 2001년부터 전기통신연구기구(NICT), 일본전기(NEC), 미쯔비시전기, NTT 등의 관민제휴 프로젝트에 의해 연구개발을 추진하여 왔다. 2010년 10월 양자키 배송의 시험운영 시스템(Tokyo QKD Network)이 구축되어 실증실험을 실시하였다.

○ 특히 NICT가 개발한 최신 초전도 광자검출 기술과 NEC가 개발한 고속 증류처리 기술을 이용하여 전송거리 45km에서 100kbps급 키(key)의 생성이 가능함을 실증을 통해 확인되었다. 그 밖에 장거리 양자 키 배송기술, 스마트-폰의 원 타임 패드 암호화 기술 등이 개발되었다.

○ 우리나라에서는 한국전자통신연구원에서 2000년대 초반부터 양자정보통신에 관한 기초연구를 시작하였다. 양자정보통신 기술은 광자(光子)의 양자역학적 특성에 기반을 둔 기술로서 양자이론과 밀접한 관련을 갖고 있다. 이에 대한 심층적 연구개발이 이뤄지기를 기대한다.

저자: M. Sasaki, et al,
자료유형: 학술정보