Toshiba, 양자키분배(QKD)의 이정표를 세우다

https://www.toshiba.eu/quantum/news/toshiba-breakthrough-on-national-quantum-networking/

Toshiba breakthrough brings quantum communications to existing national-scale telecommunications infrastructure - Toshiba Quantu

1. 양자키분배(QKD, Quantum Key Distribution)

1.1. 정의

• 양자역학의 원리를 활용하여 송신자와 수신자 간에 도청이 불가능한 암호 키를 공유하는 기술

1.2. 목적

• 안전한 통신을 위한 암호화 키를 제3자의 개입 없이 안전하게 분배하는 것
• 양자컴퓨터로 인해 기존 공개키 기반 암호가 깨질 가능성에 대한 대비

1.3. 원리

• 빛의 최소 단위인 광자의 양자 상태(편광 등)를 이용해 정보 전송
• 양자역학의 '관측에 의한 교란' 원리에 따라 상태가 바뀌게 되고 이를 통해 도청 여부 감지 가능

1.4. 동향

• 도시바 유럽 연구진이 광섬유 기반으로 상용 통신망을 이용해 254km 거리에서 양자키분배에 성공
  • 기존의 복잡한 냉각 장비 없이 상온에서 작동하는 반도체 기반 장비만으로 구현
  • QKD와 양자내성암호(PQC)를 통합한 솔루션을 발표하며 실용성과 확장성을 동시에 고려한 기술 개발
  • https://www.toshiba.eu/quantum/news/toshiba-announces-integrated-pqc-qkd-solution-for-quantum-safe-networking/

Toshiba announces integrated PQC & QKD solution for quantum-safe networking - Toshiba Quantum Technology

• 판젠웨이 중국 연구진이 초소형 위성을 이용해 약 12,900km 떨어진 베이징 시내 건물 옥상에서 남아공 케이프타운까지 양자 상태로 만든 레이저 광 펄스 전송 성공
  • 장거리 QKD를 위해 초소형 위성(Jinan-1)이 중계기 역할 수행
  • https://www.dongascience.com/news.php?idx=70676

中, '미니 위성' 이용해 1만2900km 거리서 양자통신 성공

* 편광

• 빛의 진동 방향이 정해진 상태
• 일반적으로 빛은 전기장과 자기장이 모든 방향으로 진동하면서 나아가는데(비편광 상태) 진동 방향을 한 방향으로 제한하면 편광된 빛이라고 볼 수 있음