[테크월드뉴스=장민주 기자] 한국과학기술연구원(KIST)은 양자정보연구단 한상욱 단장 연구팀이 단일 광원을 사용하는 PnP 구조를 적용해 TF QKD 시스템 작동에 필요한 난이도를 낮췄다고 20일 밝혔다.
뿐만 아니라 일대일이 아닌 다대다 네트워크로 확장이 동시에 가능한 시스템 구조를 제안했다.
연구팀은 TF QKD 시스템의 개발 난이도를 개선하기 위해 플러그앤플레이 (PnP) 구조를 적용했다. 기존 TF-QKD 시스템에서는 송수신자가 각각 양자신호로 두 개의 광원을 사용했기 때문에 서로 다른 두 광원의 특성을 동일하게 만들기 위한 제어 시스템이 필요하다.
KIST 연구팀이 개발한 PnP TF QKD 구조는 하나의 광원으로만 동작하여 제 3자의 측정 장치가 동일한 광원을 양쪽 송수신자에게 전달하고 그 광원을 활용하여 정보를 공유하는 시스템이다. 이러한 이유로, 동일한 양자 신호가 통신 채널을 왕복하기 때문에 채널에서 발생하는 편광 노이즈(잡음)가 자동으로 보상되는 특징을 가지고 있다.
연구팀은 또한 편광, 시간, 파장 분할 기술을 적용하여 2:N 네트워크로 확장 가능한 새로운 TF QKD 네트워크 구조를 제안하고 실험적으로 검증했다. 이는 세계에서 두 번째로 TF QKD 네트워크 실험 검증에 성공한 사례이다. 최초의 연구사례는 링(Ring) 네트워크 구조인 반면 연구팀의 구조는 별(Star) 네트워크 구조다.
링 구조는 양자신호가 링에 연결된 모든 곳을 지나야 하지만, 별 구조에서는 중심부만 거치기 때문에 보다 실용적인 QKD 시스템 구현이 가능하다.
한상욱 양자정보연구단 단장은 “QKD의 상용화를 가로막던 장거리, 네트워크 확장 두 가지 과제를 동시에 해결한 연구성과”라면서 “장거리 양자암호 네트워크 분야를 리딩할 수 있는 기반 기술을 확보했다는 것에 의의가 있다”고 말했다.
이번 연구 결과는 ‘npj Quantum Informaion’ 최신호에 게재됐다.
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