6G 통신, 한·중·일 양자암호 기술경쟁 주목

[테크월드뉴스=서용하 기자] 한국, 중국, 일본 각국과 통신업체들은 6G 핵심이라 불리는 양자 기술 확보 경쟁에 나서고 있다. 양자 기술은 위성으로 운용돼 기존 유선 방식의 통신보다 불안정할 수 있는 6G의 속도를 보장하고 보안성을 높일 수 있는 까닭이다.

▶ 양자암호통신 시장 연평균 39.8% 성장

양자 기술은 얽히고 중첩되는 양자의 특성을 활용해 초고속 연산과 통신 등을 가능하게 한다. 이 중 양자컴퓨팅은 일반 컴퓨터가 기본 단위인 0과 1을 번갈아 사용하며 연산작업을 하는 것과 달리 0과 1을 중첩해 동시에 계산한다.

두 개의 단위를 동시에 사용하는 만큼 일반 컴퓨터의 연산보다 30조 배 이상 빠른 연산을 할 수 있다. 양자암호통신은 신호를 받는 송·수신자가 QKD(양자 암호키 분배기)를 통해 암호키를 직접 결정할 수 있어 정보 유출 위험이 없다.

빛의 입자인 광자에 정보를 저장해 통신하면 양자 상태의 광자를 이용할 수 있어 ‘복제 불가능성의 원리’나 ‘측정의 비가역성 원리’를 이용해 도청이 불가능하게 된다.

양자컴퓨터 발전으로 기존 암호화 체계가 위협받으면서 이에 대응할 수 있는 양자암호통신의 중요성도 점점 커지고 있다. 양자암호통신 기술에 한국과 중국 일본 등 각국 통신사와 관련 업체들이 관심을 보이고 있는 까닭이다. 

특히 우리나라는 SKT·KT· LG유플러스 등 통신 3사가 양자암호통신 관련 주도권을 잡기 위해 고군분투하고 있는 모습이다.

① 한국, 통신사 양자암호통신 고도화 나서

국내 통신 3사도 양자 기술 개발에 박차를 가하고 있다. SK텔레콤은 2011년 양자 기술연구소를 설립한 이래 꾸준히 양자 관련 연구를 진행해 오고 있다. 특히 양자키분배기, 양자난수생성기를 중심으로 양자암호통신 기술을 고도화해 왔다.

2018년에는 세계 1위 양자 보안기업 IDQ를 인수했으며, 2022년에는 SK브로드밴드와 미국, 일본, 싱가포르 등과 연결되는 국제망 구간에 양자내성암호(PQC)를 상용화했다. 지난해 5월에는 네트워크 보안장비 회사 엑스게이트와 양자암호통신 기반 가상사설망(이하 VPN) 기술 개발을 완료하기도 했다.

LG유플러스는 양자내성암호(PQC) 기술을 적용한 전용회선 서비스를 2022년 세계 최초로 선보였다. ‘U+ 양자내성암호 전용회선’은 양자내성암호 기술이 적용된 광전송장비(ROADM)를 통해 해킹이 불가능한 보안환경을 제공한다.

엘지유플러스는 지난 달 한국 정보통신기술협회(TTA)로부터 양자통신 암호화 기능을 갖춘 광전송 장비에 대한 인증을 받았다.

LG유플러스는 지난 9월 한국과학기술원(KAIST), 국내 양자컴퓨팅 소프트웨어 개발업체 큐노바(Qunova)와 양자컴퓨터를 활용해 6G 저궤도 위성 네트워크를 최적화하는 연구에 성공하기도 했다.

② 일본 양자통신 관련 세계적 수준에 올라

양자 기술의 개발에는 고도의 제조 기술이 필요한데 일본은 양자통신, 암호 하드웨어와 관련해서 세계적인 수준을 자랑하는 것으로 알려졌다. 일본 기업들은 양자 통신·암호 기술을 다양한 분야에 적용하고자 노력하고 있다.

업계에 따르면 도시바의 경우는 양자 암호에 필요한 열쇠를 원거리로 송부하는 기술에서 속도와 거리에서 세계 최고의 수준을 자랑한다.

도시바는 노무라 홀딩스와 협력해 주식거래의 데이터 전송에 암호 통신 기술을 활용해 빠른 거래 처리 및 대용량의 통신에 대응할 수 있는지를 점검하고 있다. 도시바는 양자 암호시장 규모가 2018년에는 1400억 엔 규모였으나 2035년에는 약 2조1000억 엔 규모로 성장할 것으로 예상한다.

일본 소프트뱅크는 지난해 도쿄대가 운영하는 퀀텀 이노베이션 이니셔티브 컨소시엄(QII 컨소시엄)에 가입했다. 소프트뱅크와 도쿄대는 127큐비트 프로세서를 탑재한 IBM 양자컴퓨터를 활용, 양자컴퓨팅 기술 개발을 진행할 계획이다.

큐비트는 양자컴퓨터의 연산 단위로, 늘어날수록 작업 속도가 빨라진다. 현재 국내에서 자체 개발한 양자컴퓨터의 최대 큐비트는 20인 점을 고려했을 때, 6배 이상 빠르다.

③ 중국, 양자통신 퀀텀시텍 앞장

중국은 13차 5개년계획(2016~2020년) 과기 혁신 계획에 양자통신 및 양자컴퓨터 발전을 집중 발전시켜야 할 주요 과학기술에 포함하며 양자 기술 개발에 속도를 냈다.

중국 지도부가 양자 통신 암호 방면에서 본격적인 기술 육성에 나선 데에는 2013년 ‘스노든 게이트’가 시발점이 됐다. 당시 에드워드 스노든 전 중앙정보국(CIA) 요원은 미국 국가안보국(NSA)의 전 세계 도·감청 실태를 폭로했다. 중국 정부로선 도·감청 방지 없이는 미국과 사이버 전쟁이 불가능하다고 판단한 것으로 보인다.

중국 양자통신 시장은 가파른 성장세를 보이는 중이다. 중국 첸잔산업연구원에 따르면 2019년 중국 양자통신 시장 규모는 345억 위안으로 전년 대비 19.7% 증가했다. 연구원은 2023년까지 양자통신 시장 규모가 805억 위안(약 14조 원)까지 늘어날 것으로 전망했다.

중국 양자통신은 궈둔양자(國盾量子, 퀀텀시텍)가 대표적이다. 중국과학원과 중국과학기술대가 주요 주주로 참여해 설립했다. 중국 양자통신 아버지 판젠웨이(潘建偉)도 지분 8.26%를 보유하고 있다. 

퀀텀시텍은 중국 정부가 2001년 ‘핵심 실험실’로 지정한 USTC(중국과학기술대)에서 분사한 기업으로 차이나텔레콤과 꾸준히 협업해 왔다.

외신에 따르면 차이나텔레콤은 지난 13일 양자 기술 기업 퀀텀시텍에 19억 위안(약 3489억 1600만 원)의 투자를 결정하기도 했다.

2020년에는 차이나텔레콤과 함께 양자 암호화 보안 기능을 갖춘 스마트폰을 공동 개발해 지난해 화웨이의 스마트폰인 메이트60 프로에 적용된 바 있다. 양자암호 기술이 스마트폰에 적용되면 통화 기록 등이 외부로 유출되는 것을 막을 수 있다.