by Ko Youngkon, trimaran, 2023.12.20

양자 통신은 이미 현실화된 기술이며, 

매우 강력한 암호 통신의 기반이 될 수 있는 

특성을 가지고 있다.

양자 기술은 이미 1900년대 초반부터 기초 과학으로 매우 활발히 연구되어 왔으나, 최근에는 한 단계 더 나아가 이를 기반으로 한 응용 기술의 개발에서도 많은 성과를 거두고 있는 것이 사실이다. 양자역학의 원리를 기반으로 한 양자컴퓨터, 양자센서 및 양자통신 등이 그 중에서도 가장 활발히 연구되고 있다.

이미 양자컴퓨터, 양자센서, 양자통신 관련 많은 상업용 제품이 출현하였으며, 실제로 현실에서 사용되고 있는 것이 사실이다. 이 중에서도 양자통신 기술은 일부 기관 및 기업에서 강력한 암호화가 필요한 분야에 이미 적용되고 있으며,  가까운 미래에 실생활에서 가장 널리 사용될 것으로 예상된다.

양자 통신은 양자의 얽힘, 중첩 등을 이용하여 해킹의 가능성을 최소화하여 정보를 송수신할 수 있는 기술이다.

양자의 얽힘과 중첩 등의 특성을 이용할 경우, 해킹이 거의 불가능하며, 해킹을 하더라도 해킹여부를 즉시 알 수 있기에 원천적으로 해킹의 가능성을 차단할 수 있다. 

예를 들어, A가 B에게 보낼 암호키를 양자얽힘을 이용해 보낼 경우, 중간에 해킹을 시도하더라도 키정보를 해석하기 거의 불가능하고, 비록 성공한다하더라도, B는 해킹여부를 알 수 있기에 전송된 암호키를 무효화하게 된다.

이러한 특성으로 인해, 극도의 보안이 요구되는 국방정보나 기업의 기술정보, 개인정보 등을 송수신하는 양자암호망이 이미 시범망을 통해 활용되고 있다. 

다만, 양자키의 전송거리에 한계가 있기는 하나, 중계기술을 통해 전송거리를 수백~수천Km로 늘릴 수 있어 점차 실용화가 가능해지고 있으며, 위성 등을 활용하는 기술도 출현하고 있어 거리의 한계가 점차 사라지고 있는 상황이다.

세계 주요국들은 대규모 예산을 투입하여 양자통신을 위한 시범망 구축에 뛰어들고 있다. 

미국의 경우 국가양자정보과학비전을 수립하여 2009년 부터 대규모로 연구개발을 추진하고 있으며, 세계 최초로 '양자법'을 제정하여 기술개발 추진에 대한 지원 근거를 마련하여 전략적 투자를 촉진하고 있다. 유럽의 경우 2016년 '양자 선언문'을 만들고 개발 로드맵을 발표한 이후 양자통신, 양자시뮬레이터, 양자센싱, 양자컴퓨터 4개분야에 집중 투자하고 있다. 일본 또한 양자과학기술을 총괄할 연구 법인인 과학기술연구개발기구를 설립하고, 동경대, RIKEN, 도시바, NEC, NTT 등을 통해 양자통신 기술을 개발중에 있다.

양자 통신이 본격적으로 활성화되기 위해서는

응용 계층의 적극적 개발 및 연구가 필요하다

현재 양자의 물리적 전송계층에 대한 연구는 많은 진척이 있으며, 이를 위해 상용 제품도 활발히 나오고 있는 반면, 실제 이를 적용하기 위해 필요한 응용계층에 대한 연구는 좀 더 필요한 상황이다.

예를 들어, 여러 암호키가 동시에 송수신될 경우 송수신 동기화를 시킨다거나, 암호키 전송루트의 최적화, 양자 암호키의 관리 등 양자암호를 통신에 적용할 때 필요한 응용 계층에 대한 연구는 아직 초보단계인 것이 사실이다. 

이에 대한 적극적 개발과 연구가 이루어 진다면 양자암호통신의 현실화도 빠르게 이루어 질 것이라고 생각한다.