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과학·군사
최근 중국과학기술대학의 판젠웨이, 펑청즈, 랴오성카이 등이 지난(济南)양자기술연구원, 중국과학원 상하이기술물리연구소, 미소(微小)위성혁신연구원 등과 공동으로 구성한 연구팀이 국제적으로 처음으로 양자 마이크로나노 위성과 소형화된 이동 가능한 지상국 간의 실시간 위성-지상 양자 암호키 분배를 실현했으며, 단일 위성 통과 기간 동안 최대 100만 비트의 안전한 암호키 공유를 달성했다.
이를 기반으로 공동 연구팀은 남아프리카 과학 연구팀과 협력하여 중국과 남아프리카 사이 12,900km 이상의 거리에서 양자 암호키를 구축하고, 이미지 데이터에 대한 "일회용 암호(one-time pad)" 암호화 및 전송을 완료함으로써 실용적인 위성 양자통신 네트워크 구축을 위한 길을 열었다. 이 성과는 국제 학술지 《네이처》에 온라인으로 발표되었으며, 심사위원들은 이 성과를 "기술적으로 존경할 만한 업적"이자 "위성 양자 암호키 분배 기술의 성숙도를 보여주는 것"이라고 평가했다.
현재 광섬유 링크 기반의 도시 간 양자통신은 이미 성숙 단계에 접어들어 초기 응용 단계에 있다.
"지상의 광섬유 링크는 지상 광섬유 상호연결 지점 간 연결로, 허페이(合肥) 도시 네트워크나 베이징-상하이 간선과 같이 모두 점대점 거리가 수백 킬로미터 수준이며, 중계를 통해 천 킬로미터 수준으로 확장됩니다. 사막이나 해양을 가로지르는 등 더 먼 거리와 더 복잡한 지형을 가진 경우에는 지상 광섬유 시설을 통한 구현이 매우 어렵습니다."라고 중국과학기술대학 허페이 미시물질과학 국가연구센터의 교수급 선임 엔지니어 랴오성카이는 말했다.
하늘을 통한 방법은 어떨까? 랴오성카이는 위성 플랫폼을 이용한 자유 공간 양자 암호키 분배가 지상 광섬유 링크의 제한을 효과적으로 극복할 수 있다고 설명했다. 연구팀은 저비용 소형화 디코이 상태 양자광원 기술, 복합 레이저 통신 기반 실시간 암호키 추출 기술, 위성 자세 제어 기반 고정밀 추적 등의 핵심 기술을 성공적으로 돌파하여 위성 탑재 양자 암호키 분배 페이로드와 양자 마이크로나노 위성 플랫폼을 개발했으며, 암호키 생성 시간을 수일에서 단일 궤도 실시간 생성으로 향상시켰다.
위성을 신뢰할 수 있는 중계기로 활용하여 연구팀은 더 나아가 지상에서 12,900km 이상 떨어진 베이징 기지와 남아프리카 스텔렌보쉬 기지 사이의 암호키 공유와 데이터 중계를 실현했다. 이 연구는 향후 다수의 마이크로나노 위성을 발사하여 "양자 성좌"를 구축하는 기반을 마련하고, 대규모 실용 양자통신 네트워크 구축을 위한 핵심 기술 지원을 제공했다.
"양자통신의 초기 응용은 주로 정보 보안 강화 측면에 있을 것이며, 특히 '일회용 암호' 암호화 방식은 아무리 강력한 컴퓨터도 해독할 수 없어 금융, 에너지 등 산업에서 이에 대한 절실한 수요가 있습니다. 다음 단계로는 기존의 정보 보안 시스템 및 현존하는 지상 광섬유 보안통신 네트워크와의 융합이 필요하며, 향후 다수의 위성을 발사하여 네트워크를 형성하면 양자통신의 가치와 장점이 더욱 부각될 것입니다."라고 랴오성카이는 말했다.
출처: 인민일보
2025-04/09
(원문보기) https://lx.huanqiu.com/article/4MChJsc2oNG
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