미래 ‘양자 보안’ 통신 기술, 연성장률 최대 25%
미래 ‘양자 보안’ 통신 기술이 어떻게 발전할 것인가
과학자들은 새로운 연구에서 3세대 양자 통신을 분석했다. 이 연구의 정량적 모니터링은 특허 개발에 대한 통찰력을 제공하고 미래 성장을 예측하며 국제 연구 전략을 비교했다.
보안 통신은 중요한 인프라의 안정적인 운영에 필수적이다. 이를 보장하려면 암호화 방법이 중요하다. 그러나 오늘날의 암호화 프로세스의 보안은 양자 컴퓨터의 급속한 발전으로 인해 위협받고 있다. 이들은 가까운 미래에 기존 암호화를 해독할 수 있다.
이것이 바로 양자 통신과 이를 기반으로 하는 “양자 보안” 암호화 전략이 작동하는 곳이다. 이는 양자 역학 원리를 기반으로 물리적으로 안전한 통신을 약속하는 양자 키 분배(QKD)와 양자 상태를 장거리로 전송하는 양자 중계기가 제공하는 미래 기술 기반을 기반으로 한다.
이러한 맥락에서 Fraunhofer ISI와 Saarland University 새로운 연구에서는 양자 통신 기술의 현재 상태를 면밀히 조사했습니다. 이 연구는 독일 양자 통신을 위한 프로젝트(SQuaD)의 일환으로 수행됐다. 시장 준비성, 장점 및 단점 외에도 출판 및 특허 활동, 성장률 및 기술 자금을 분석하기 위해 정량적 모니터링이 수행됐다.
이 연구에서는 3세대 양자 통신을 고려했다. 1세대인 준비 및 측정 원리에 기반한 양자 키 배포(QKD)는 양자 상태를 준비하고 측정하여 보안 키를 생성한 다음 실제 메시지를 인코딩하는 데 사용된다.
공격자가 양자 상태를 도청하거나 복사하려고 시도하면 감지할 수 있는 상태 변화가 발생한다. 준비 및 측정 QKD는 이미 보안 통신을 위해 시장에 출시된 기술이다. 그러나 현재 높은 비용과 보류 중인 보안, 인증 및 승인 증명으로 인해 광범위한 사용에 제한이있다.
2세대에서는 광자 얽힘 소스를 갖춘 양자 키 분배(QKD), 양자 역학 입자 간의 특별한 형태의 연결이 안전한 통신을 보장한다. 이 링크에 대한 간섭이나 도청 시도가 감지된다. 얽힘 기반 QKD는 아직 QKD를 준비하고 측정하는 것만큼 성숙하지 않으며 현재는 낮은 키 속도만 달성하지만 향후 복잡한 통신 네트워크에 이점을 가질 수 있다.
3세대에는 장거리 얽힘 분포를 가능하게 하는 양자 중계기 개발이 포함된다. 이는 QKD의 범위를 크게 증가시킬 수 있다. 양자 중계기는 또한 분산 양자 컴퓨팅을 가능하게 하며, 이는 양자 컴퓨터의 컴퓨팅 성능을 배가할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
양자 중계기는 미래의 양자 통신 네트워크 개발에 중요한 기여를 할 수 있으므로 IT 보안 및 중요 인프라 보호 측면에서 사회와 관련성이 높다. 현재 양자 중계기는 아직 상업적으로 적용할 만큼 성숙되지 않았으며 추가 연구가 필요하다.
향후 연간 성장률 15~25%
양자 통신 분야의 특허 활동에 대한 연구 분석에 따르면 최근 특허 출원의 가장 큰 비중은 EU(35%)에서 나왔고, 미국(29%), 중국(15%)이 그 뒤를 이었다. 업계가 약 70%의 점유율로 이러한 특허 출원을 지배하더라도 연구 기관(약 30%)이 기술을 지속적으로 강력하게 주도하고 있다.
또한, 양자 통신에 대한 수많은 시장 조사를 분석한 결과, 향후 몇 년 동안 시장이 크게 성장할 것으로 나타났다. 분석된 시장 평가 및 예측의 중앙값은 2023년 전 세계 매출 17억 유로이며, 2030년에는 58억 유로로 증가할 수 있다.
분석된 연구의 대부분은 연간 성장률을 15~25%로 예상했다. 또한 국제 연구 및 혁신 전략 분석에 따르면 독일, EU 외에도 중국, 미국, 영국, 일본 및 한국이 양자 통신의 전략적 중요성을 인식하고 관련 자금 지원 프로그램을 설정한 것으로 나타났다.
Fraunhofer ISI의 Thomas Schmaltz 박사와 Saarland University의 Christoph Becher 교수가 공동으로 진행한 이 연구는 독일과 유럽에서 중요한 기술을 보호해야 할 필요성을 나타낸다. 궁극적으로 안전한 통신은 국가 안보, 비밀 및 개인 정보 보호를 보장한다. 경제적, 정치적 과정도 마찬가지다.
