| 중국과학기술대, 초저손실 광섬유 길이를 400km로 확장 | ||
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 중국과학기술대학교 판젠웨이(潘建偉) 및 장창(張強), 천텅윈(陳騰雲)은 칭화(清華)대학교 왕샹빈(王向斌), 중국과학원 상하이(上海)마이크로시스템연구소, 지난(濟南)양자기술연구원 등 연구기관의 연구원들과 협력하여 세계 최초로 400km 이상의 양자 해커 공격을 막아낼 수 있는 측정 장치에 의존하지 않는 양자 키 분배를 구현하였으며 안전과 실용성을 모두 갖춘 광섬유를 이용한 장거리 양자통신의 발전을 크게 추동하였다. 해당 연구 성과는 최근 국제물리학 권위 저널 “Physical Review Letters”에 발표되었다. 양자 키 분배는 서로 다른 지역의 사용자들에게 무조건 안전한 공유 키를 제공할 수 있다. 1984년 첫 양자 키 분배 프로토콜(BB84 프로토콜)이 발표된 후, 보안 통신 거리를 늘이고, 보안 비트율을 높이고, 현실 시스템의 안전성을 높이는 것이 실용성 양자 키 분배 시스템 개발 과정에서의 3가지 주요 목표로 되었다. 최근 몇 년간, 중국과학기술대학교 판젠웨이 연구팀은 상술한 3가지 목표를 중심으로 독창적 실험 연구를 진행했으며 수많은 세계 최고 수준의 성과를 거두었다. 2013년, 세계 최초로 측정 장치에 의존하지 않는 양자 키 분배를 구현하였고 모든 탐측 시스템의 해커 공격을 완벽하게 막아냈으며 미국물리학회에서 2013년도 국제물리학 주요 성과로 평가받았다. 2014년에는 측정 장치에 의존하지 않는 양자 키 분배를 통한 보안 통신 거리를 200km까지 확장하여 세계 신기록을 달성하였다. 2016년 비(非)신뢰성 중계에 기반한 양자 키 배분 네트워크를 최초로 구현하였다. 그러나 상술한 실험은 보안 비트율이 낮아 기술의 실제 응용을 제한하였다. 칭화대학교 왕샹빈 연구팀은 보안 비트율과 보안 거리를 대폭 높일 수 있는 4강도 최적화 이론 방법을 제안하였다. 이론 분석 결과, 해당 방법은 전형적 실험 조건에서 비트율을 약 2개 수량 급을 높일 수 있으며 이를 통해 실용화 수준을 대폭 높일 수 있다. 2016년, 판젠웨이 연구팀은 안정적인 2광자 간섭 기술과 시스템 장시간 안정 기술을 개발하고, 왕샹빈 교수가 발전시킨 이론 방법과 상하이마이크로시스템연구소 유리싱(尤立星) 연구원이 연구 개발한 고효율 저소음초전도성 나노와이어 단일-광자 검출기를 결합하여 측정 장치에 의존하지 않는 양자 키 분배를 통한 보안 통신 기록을 404km 초저손실 광섬유 및 311km 일반 광섬유까지 확장함으로써 광섬유를 이용한 장거리 전송 신기록을 달성하였다. 특히, 동일한 현실 조건에서 완벽한 단일 광자원을 사용할지라도 BB84 프로토콜은 상술한 바와 같이 장거리 전송을 구현하기 힘들다. 해당 실험 결과, 207km 거리에서의 보안 비트율이 2014년의 200km 실험에 비하여 500배 높아졌고 102km 거리에서의 안전 비트율은 안전한 음성통화를 보장할 수 있으며 측정 장치에 의존하지 않는 양자 키 배분의 실용성을 충분히 검증하였다. 정보출처 : http://scitech.people.com.cn/n1/2016/1115/c1007-28860426.html |
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