인도 과학자, 장거리 통신 확보를 위한 저비용 방법 고안

2023-06-27

인도 과학자들은 왜곡(distortions)을 해결한 장거리 통신을 안전하게 하는 저렴한 방법을 개발했다. 벵갈루루(Bengaluru)의 라만 연구소(Raman Research Institute, RRI) 양자 정보 및 컴퓨팅 연구소(Quantum Information and Computing lab, QuIC) 과학자들은 위성 이동으로 인한 광자 편광의 왜곡(distortions)과 광섬유에서의 편광 섞임으로 인한 왜곡(distortions)을 극복하기 위한 방법을 개발했다. 이번 개발은 고가의 전통적인 능동 편광 추적 장치(Active-Polarisation Tracking Devices) 없이도 안전한 장거리 통신이 가능하게 한다.

디지털 시대에서 개인 데이터의 보안은 주요 관심사이다. 온라인 서비스와 전자결제 사용이 증가함에 따라 PAN 번호, 전화번호, 사진과 등과 같은 민감한 정보가 침해될 위험이 있다. 국방 및 국가 안보를 포함한 다양한 분야에서 안전한 통신의 필요성을 인식한 양자 정보 및 컴퓨팅 연구소(QuIC) 과학자들은 보안 문제 해결책을 찾기 위해 노력해 왔다. 양자 정보 및 컴퓨팅 연구소(QuIC)는 전 세계적으로 안전한 양자 네트워크를 구축하기 위한 목표로 안전한 양자 암호키 분배(Quantum Key Distribution, QKD) 프로토콜 개발에 착수했다.

이러한 최근 발전은 인도우주연구기구(ISRO)와의 협력을 통해 위성 기술을 활용한 양자 실험을 진행하는 과정에서 이루어졌다. 양자 암호키 분배(QKD)를 사용하여 안전한 통신을 달성하기 위해 연구자들은 BBM92 양자 암호키 분배(QKD) 프로토콜에 기반한 접근 방식을 제안했다.

복잡한 능동 편광 추적 장치(Active-Polarisation Tracking Devices)가 필요한 기존 방법과 달리, 실시간 편광 추적을 위한 피드백 기반 메커니즘을 포함하고 있으며, 이를 통한 고가의 장치가 필요 없는 비용 효율적인 해결책을 제공할 수 있다.

양자 정보 및 컴퓨팅 연구소(QuIC) 소장인 우르바시 신하(Urbasi Sinha)는 도청 가능성을 최소화하고, 암호키 속도, 양자 비트 오류율(Quantum-Bit-Error-Rate, QBER) 및 키 대칭성을 균형 있게 조절하기 위해 최적화 방법을 사용한다고 밝혔다. 이 비용 효율적인 해결책은 추가 자원이 필요하지 않는다. 연구자들은 양자 상태 토모그래피(Quantum State Tomography)를 사용하여 94%의 충실도를 달성했으며, 10%로 낮은 충실도에서도 프로토콜은 높은 성능을 유지했다.

수라브 차터지(Sourav Chatterjee) 과학자는 이 프로토콜의 구현이 지역 편광 회전과 독립적이라고 설명하면서, 최적화 방법은 전통적인 후처리 단계에서 암호키 속도를 최대화하면서 양자 비트 오류율(QBER)를 안전 임계값인 11% 이하로 유지하고 균형 잡힌 암호키 대칭성을 보장한다고 전했다.

Source: https://swarajyamag.com/tech/indian-scientists-devise-low-cost-method-to-secure-long-distance-communication-by-overcoming-distortions