한국전자통신연구원(ETRI)은 KAIST와 공동 연구를 통해 위성, 선박, 드론처럼 움직이는 환경에서도 안정적인 양자통신을 구현할 수 있는 새로운 기술을 세계 최초로 개발했다고 30일 밝혔다.

양자키분배(QKD)는 양자역학 원리를 이용해 도청이 원천적으로 불가능한 암호 키를 분배하는 기술이다. 기존 QKD 프로토콜은 채널 상태가 바뀔 때마다 수신 측 측정장치를 반복해서 보정해야만 했지만 이번 연구에서는 간단한 국부 연산만으로도 채널 상태에 관계 없이 안정적인 키 분배가 가능함을 증명했다. 이론은 KAIST 배준우 교수팀이 정립했고 실험은 ETRI 연구진이 수행했다.

연구진은 10m 자유공간 구간에 최대 30㏈ 손실을 적용한 장거리 전송 환경을 구현, 열악한 상황에서도 양자의 전송과 측정이 원활하게 되는 것을 확인했다. 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 높일 수 있었다. 별도의 측정 보정 없이 안정적인 양자키분배가 가능하다는 의미다.

연구진은 이 같은 성과를 위성-지상 링크와 유사한 환경에 적용이 가능할 것으로 보고 있다.

윤천주 ETRI 양자기술연구본부장은 “채널 변화에 독립적인 QKD 구현은 양자암호통신의 유연성을 획기적으로 높인다. 장거리 자유공간 링크 기술로 확장해 글로벌 양자 네트워크 기반을 마련하겠다”고 말했다.

김형중 기자 kimhj@ggilbo.com