| 세계 최초 대낮 원거리 양자 암호키 분배 | ||
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 최근, 중국과학기술대학 판젠웨이(潘建伟) 교수가 이끄는 연구팀은 세계 최초로 주간 원거리(53km) 자유공간 양자 암호키 분배를 성공적으로 구현하여 주간(day time) 자유공간 양자 암호키 분배에서 획기적 성과를 거두었다. 연구팀은 지상 실험을 통해 신호채널 손실 및 소음 수준 측면에서 향후 양자위성 성좌 기반 위성 대 지상, 위성 간 양자통신 네트워크 구축의 실행가능성을 효과적으로 검증하였다. 해당 연구는 국제 학술지 'Nature Photonics'에 게재되었다. 위성플랫폼에 기반한 양자통신은 글로벌 양자통신 네트워크를 구축하는데 가장 현실적인 수단이다. 세계 첫 양자 과학실험위성인 '뭐쯔호(墨子號)'는 이미 위성 대 지상 양자통신을 세계 최초로 구현함으로써 향후 대규모 양자 네트워크 및 양자통신 실험연구를 위해 기술적 기반을 마련하였다. 하지만 태양광 소음 영향으로 '뭐쯔호' 위성은 야간에만 작동하기에 글로벌 범위 내 지상국을 커버하는데 최소 3일이 소요된다. 여러 개 저궤도 위성 또는 고궤도 위성으로 구성된 양자위성 성좌를 구축하여 지구 전역을 커버하는 실시간 양자통신 네트워크는 위성 양자통신 실용화 수준을 높이기 위한 실행가능한 방법이다. 통신거리 증가로 인한 링크 손실과 위성궤도 높이 증가로 인한 태양광 조사 확률의 증가는 양자위성 성좌 구축에서의 주요한 기술적 어려움이다. 연구팀은 주간 태양광 배경소음을 억제하기 위해 1,550nm 주파수대 광자를 사용하여 실험을 진행하였고 또한 광학 시스템을 최적화함으로써 소음을 1개 수량급 이상 낮추었다. 뿐만 아니라 주파수 상향변환(upconversion) 단일광자 검출 기술, 자유공간 광속 단일 모드 광섬유 결합 기술을 발전시켜 소음을 약 4개 수량급 낮추었다. 이로써 53km 떨어진 두 지점 사이 주간 태양광 배경에서의 양자 암호키 분배 실험을 완성하였다. 실험 결과는 태양광 배경에서 위성 대 지상, 위성 간 양자 암호키 분배의 실행가능성을 검증하였고 다음 단계 양자위성 성좌 구축을 위해 기술적 토대를 마련하였다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/7/383347.shtm |
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