‘양자 컴퓨터’ 시대 온다…통신사들이 주목하는 이유

[테크월드뉴스=양승갑 기자] 최근 정부가 양자 산업의 중장기 육성을 위해 산학연 전문가 의견을 청취하고, 관련 기술 협력을 강화함에 따라 양자 컴퓨팅 시장에 대한 관심이 뜨겁다.

정부 추세에 맞춰, 국내 기업들도 관련 시장 참여에 속도를 내고 있다. 특히 SK텔레콤(SKT), KT, LG유플러스 등 통신사들은 각자 보유한 기술을 기반으로 경쟁력 확보에 박차를 가하고 있다. 양자 기술을 통한 위성과 이동체 활용 등 속도, 보안성에서 강점을 가지고 있기 때문이다.

▶ 통신 서비스에서 보안성·속도 개선

한국지능정보사회진흥원(NIA)이 과학기술정보통신부(과기정통부)와 미래양자융합포럼과 함께 발간한 ‘양자정보기술백서’에 따르면 전 세계 양자정보기술 시장 규모는 2022년 8조 6656억 원으로 평가된다. 연평균 36% 성장률을 기록하며 2030년에는 101조 2414억 원에 이를 것으로 전망된다.

시장 성장세가 예상되는 만큼, 업계에서는 그 성장 가능성을 높게 평가하고 있다. NIA에 따르면 현재 양자통신 사업은 우리나라 양자 산업에서 가장 활발하게 상용화가 이루어지고 있는 영역으로, 특히 국내 통신사들이 기술력 확보와 고도화를 위해 힘을 쏟고 있다. 보안성, 빠른 전송 속도, 효율적인 통신 대역폭 활용 등 통신 품질 개선이 가능한 이유에서다.

이 중에서도 양자통신 기술을 활용한 양자내성암호 등 보안 연구가 중요하게 여겨지고 있다. 양자내성암호란 양자 컴퓨팅 환경에서 안전하게 암호 기술을 이용할 수 있는 기술이다. 데이터를 암호화·복호화해 방대한 정보가 오가는 통신에서의 보안 환경을 강화할 수 있다.

일례로 이론상 슈퍼 컴퓨터보다 30조 배 빠르다고 알려진 양자 컴퓨터로도 해독하는 데 한계가 있어 가장 안전한 암호 기술 방식 중 하나로 평가받는다. 이런 이유로 통신 사업뿐만이 아니라 매우 높은 수준의 보안을 요구하는 국방, 금융에서의 활용도 가능하다.

한국과학기술정보연구원(KISTI)는 “양자암호통신은 복제 불가능성 같은 내재적 특성을 활용한 물리적 보안기술”이라며 “도래하는 포스트 퀀텀 시대에서도 무조건적인 보안을 달성할 수 있는 기술로 기대된다”고 양자암호통신 기술의 중요성에 대해 강조하기도 했다.

안정적이고 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있다는 점도 기대 요소이다. 생성 AI 서비스가 일상 전반에 스며들기 시작하면서 데이터의 양이 기하급수적으로 증가하는 가운데, 안정적인 서비스를 가능하게 하는 컴퓨팅 성능과 속도의 문제도 중요해졌다.

이런 문제를 업계에서는 양자 인터넷 구축으로 해결이 가능하다고 바라본다. 양자 인터넷은 양자역학에서 발견된 상호작용을 이용해 정보를 전달하는 인프라이다. 기술적인 한계와 높은 비용 때문에 상용화에는 시일이 걸릴 것으로 예상되지만, 구현될 경우 기존 인터넷 대비 더 효율적인 통신, 빠른 속도의 컴퓨팅이 가능할 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)는 “기존 인터넷은 데이터양이 증가하면 인터넷 속도가 느려지는 현상이 있었지만, 양자 인터넷이 개발되면 이런 한계를 극복할 수 있다”고 밝히기도 했다.

▶ 통신 3사, ‘퀀텀 코리아’서 양자 기술 각축전

이런 상황에서 SKT, KT, LG유플러스 등 국내 통신사들은 국제 양자기술전시회 ‘퀀텀 코리아 2023’에서 각 사 기술 경쟁력 입증에 나섰다.

SKT는 연구소 설립 및 관련 기업 인수로 기술력 확보에 집중하는 모양새다. 지난 2011년 양자기술연구소를 설립한 뒤 2018년에는 양자보안 기업 IDQ를 인수하기도 했다. 이후 사내 양자기술연구소를 IDQ에 통합하며 기술 고도화를 위한 노력을 펼치고 있다.

이런 기술력을 기반으로 글로벌 시장 진출에 나설 계획이다. 통신 분야 표준을 정하는 국제기구 ITU-T에서 양자암호통신 기술 상용화를 위한 국제 표준 수립을 주도하는 한편, ‘양자를 모든 곳에’라는 주제에 걸맞게 스위스 제네바, 독일 베를린, 스페인 마드리드 등 유럽 국가 14개 구간에 양자암호 시험망을 구축했다.

KT의 경우 공공분야, 단체, 기업에 제공하는 B2B 양자암호 전용회선 서비스를 지난해 11월 세계 최초로 선보인 바 있다. 이번 행사에서 KT는 ‘대한민국 양자산업 생태계 리더, KT’를 주제로 전시관을 운영한다.

양자 키 생성 및 분배 기술 등 지속적인 서비스 개발을 통해 확보한 자체 핵심 기술을 중소기관과 공유하며 관련 생태계를 만들어 가겠다는 방침이다. ▲국내 최장거리 무선 QKD(양자 키 분배 장치) 시스템 ▲양자암호통신 솔루션 ▲양자암호통신 서비스 등 양자암호통신 기술과 양자 네트워크와 관련된 기술을 선보인다.

LG유플러스는 양자내성암호(PQC) 전용회선 서비스를 지난해 4월 세계 최초 출시한 바 있다. 이번 행사에서도 PQC 중심의 상용화 서비스를 시연한다. 미래 일과에 PQC가 어떻게 적용되는지 설명하는 방식으로, 전시 부스에서 기술 적용 예시를 제공한다.

특히 양자보안 시장 내 중요한 요소인 PQC 전송장비, VPN 등을 선보이며 보안환경에서의 서비스도 마련했다. 일상생활과 밀접하게 연결된 서비스 제공을 통해 PQC 분야에서의 입지를 공고히 한다는 전략이다.