QKD 양자 보안 컨퍼런스 콜 성공

독일 과학자들이 실험적으로 동시에 네 당사자 간 양자 보안 컨퍼런스 콜에 성공했다.

Heriot-Watt University의 Quantum Communications Hub 연구원이 주도한 이 데모는 코로나19 대유행으로 화상 회의를 포함한 원격 협업 작업이 전 세계적으로 보편화 된 상황에서 이뤄낸 성과다.

지난해 원격 회의 플랫폼에서 사이버 공격이 크게 증가했다는 보고가있었다. 양자 보안 통신의 이러한 발전은 양자 물리학의 원칙에 기반한 해킹 불가능한 보안 조치가 내재된 컨퍼런스 콜로 이어질 수 있다.

Heriot-Watt에서 팀을 이끈 선임 저자 Alessandro Fedrizzi 교수는 “우리는 Albert Einstein이 ‘원거리에서 으스스한 행동’이라고 부르는 양자 얽힘이 보안 키를 배포하는 데 사용될 수 있다는 사실을 오랫동안 알고 있었다. 이는 동시에 여러 사용자 간의 ‘으스스한 행동’을 통해 달성된 첫 번째 예다. 미래의 양자 인터넷이 활용할 수 있는 것”이라고 말했다.

보안 통신은 암호화 키 공유에 의존합니다. 대부분의 시스템에서 사용되는 키는 비교적 짧기 때문에 해커에 의해 손상될 수 있으며, 키 배포 절차는 빠르게 발전하는 양자 컴퓨터로 인해 위협이 증가하고 있다. 데이터 보안에 대한 이러한 증가하는 위협에는 새롭고 안전한 키 배포 방법이 필요하다.

이 데모에서 네트워크 시나리오에서 처음으로 배포된 QKD(Quantum Key Distribution)라는 성숙한 양자 기술은 양자 물리학의 속성을 활용하여 암호화 키의 안전한 배포를 용이하게 한다.

QKD는 30년 이상 통신 보안에 사용돼 지상 광섬유를 통해 400km 이상의 통신을 가능하게 하고 최근에는 우주를 통해서도 통신을 가능하게 했다. 여러 사용자 간의 안전한 대화를 보장한다.

여기에서 팀이 시연한 시스템은 양자 물리학의 핵심 속성인 얽힘을 활용한다. 양자 물리학의 속성은 먼 거리에서도 강력한 상관 관계를 제공하는 양자 물리학의 속성이다.

다자간 얽힘을 활용함으로써 팀은 ‘Quantum Conference Key Agreement’라는 프로세스를 통해 네 당사자 간에 동시에 키를 공유할 수 있었다. 기존 QKD 시스템의 한계를 극복하여 두 명의 사용자 간에 키를 공유하고 최대 50km의 광섬유로 분리된 네 당사자간에 공유되는 고양이 이미지로 발생하는 최초의 양자 회의 통화에 성공했다.

얽힘 기반 양자 네트워크는 Quantum Communications Hub가 미래의 양자 보안 네트워크를 제공하기 위해 착수하는 대규모 작업 프로그램의 일부다.

연구에 따르면 이 기술은 표준 2자 QKD 방법과 비교할 때 양자 네트워크에서 전화 회의에 대한 리소스 비용을 대폭 줄일 수 있는 잠재력이 있다. 이는 전 세계적으로 분산된 노드 시스템에 얽힘을 제공할 것으로 예상되는 미래 양자 인터넷의 예상되는 이점의 첫 번째 활용 사례 중 하나다.

연구는 Science Advances에 게재됐다.