장거리양자통신-양자암호 가능 양자메모리 프로토콜 개발

100km이상 장거리 통신 기초

최대 10시간까지 양자정보를 저장할 수 있는 새로운 방식의 양자메모리 프로토콜이 개발돼, 지금까지 불가능하다고 여겨왔던 100㎞ 이상의 장거리 양자통신을 가능하게 하는 기초가 마련됐다.

인하대 함병승 교수는 양자메모리 분야에서 한계로 인식되던 밀리초 정도의 짧은 저장시간을 백만 배 이상 연장해, 최대 10시간까지 저장할 수 있는 새로운 양자메모리 방식을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

함 교수가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 ‘리더연구자지원사업 창의연구[옛) 창의적연구진흥사업]'의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 세계적으로 권위 있는 과학저널인 ’네이처 포토닉스‘ 8월 23일(일)자에 게재된다.

함병승 교수는 1998년 자체개발한 라만에코방식의 양자메모리* 프로토콜에 ‘광잠금’ 방식을 추가하여, 밀리초에 불과하던 양자신호 빛의 저장시간을 최대 10시간까지 저장할 수 있는 획기적인 양자메모리 방식을 개발했다.

함 교수는 지금까지의 양자메모리 방식인 ‘스핀위상전이시간’을 ‘스핀밀도전이시간’으로 대체하는 원리를 찾아내는데 성공했다. 또한 양자메모리방식의 하나인 포톤에코에서의 불안정한 ‘광전이’를 안정적인 ‘스핀전이’로 치환하여, 저장시간을 백만 배 이상으로 늘리는데 성공했다.

이번 연구결과로, 현재의 양자정보기술로는 불가능한 100㎞ 이상의 장거리 양자통신을 가능하게 하는 기초를 마련하게 되었다. 양자메모리는 양자정보처리·통신에서 양자정보를 처리하는 ‘양자로직게이트’와 함께 양자정보를 저장·변환·통제하는데 쓰이는 핵심기술을 일컫는다.

함병승 교수는 “이번 양자메모리연구는 국내 연구진 단독으로 이루어낸, 기존의 연구방식과는 차별되는 성과로서, 세계 양자정보처리·통신의 핵심기술을 선점하고 선도할 수 있는 계기를 마련했다” 라고 연구의의를 설명했다.

[오병민 기자(boan4@boannews.com)]

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