양자 암호화는 양자 기술을 전 세계적인 범위 안에서 처음으로 광범위 하게 적용을 시킨 것입니다. 중국, 미국 및 유럽은 모두 우주와 지구를 통합하는 광역 양자 통신 네트워크를 구축하고 양자 기술의 표준화를 추진하는 등 양자 기술에 대한 투자를 대대적으로 늘렸습니다.
오스트리아 양자 물리학자인 안톤 차일링거(Anton Zeilinger)교수는 최근 독일의 Frankfurter Allgemeine Zeitung과의 인터뷰에서 다음과 같이 밝혔습니다. 유럽은 3 년 안에 첫 번째 양자 위성을 발사하기를 희망하고 있으며, 중국의 양자 위성은 상업적인 발전을 하는 단계에 들어설 것으로 내다봤습니다.
중국의 양자 보안 통신 기술이 산업화에 들어갔다
차일링거 교수는 글로벌 양자 물리학 기본 검사 및 양자 정보 분야의 선구자이자 중요한 개척자입니다. 그는 울푸 물리학상(Wolf Prize in Physics)을 수상했으며, 중국 과학 기술 대학의 판졘웨이(Pan Jianwei)가 오스트리아에서 유학할 때 지도 교수이기도 했으며 중국 과학원과는 긴밀한 협력관계에 있습니다.
차일링거 팀은 중국 과학원이 주도하는 대륙간 양자 통신 실험에 참여하여 세계 최초로 베이징과 비엔나 간의 양자 보안 통신을 실현시켰습니다. 그 결과는 미국 물리 학회가 선정한 2018 년 “국제 물리학회 10 대 발전”으로 선정되었습니다.
일찍이 8년 전 차일링거 교수는 연구자로서의 인생에서 가장 큰 기쁨은 "양자의 기본 물리 현상이 예기치 않게 새로운 응용으로 이어지는 것을 보는 것"이라고 썼습니다. 그는 레이저와 휴대폰의 많은 기능을 포함하여 단일 양자 입자의 물리적 현상은 현재 이미 적용되고 있다고 말했다. 양자 암호화 기술은 전세계에서 진정으로 널리 사용되는 최초의 기술이지만 양자 컴퓨터의 적용은 여전히 몇 년을 더 기다려야합니다.
판졘웨이(Pan Jianwei)의 박사 과정 지도 교수인 차일링거는 중국의 최근 양자 기술 연구 성과에 대해 높이 평가했습니다. 그는 판졘웨이(Pan Jianwei)와 그의 팀이 이루어낸 성과는 세간의 주목을 받을 만 하며 중국 정부로부터 대대적인 지원을 받았다고 말했습니다. 서유럽의 어느 국가에 비해서도 이러한 프로젝트의 운영은 보다 더 체계적입니다. 중국은 일찌기 2016년에 세계 최초의 양자 과학 실험 위성인 '헤이즈 하오'를 발사했습니다. 그러나 앞으로 중국의 양자 위성은 테스트 단계에만 머물러 있지는 않을 것입니다.
학생 판졘웨이(Pan Jianwei)에 대해 이야기 할 때 차일링거는 매우 자부심을 느끼면서 다음과 같이 말했습니다. 판졘웨이(Pan Jianwei)는 오스트리아에서 8 년을 보냈으며 박사 및 박사후 학업 과정을 마쳤습니다. 당시 그는 연구 분야를 선택하는 데 매우 전략적이고 열정이 가득한 과학자였습니다."
2008년 중국으로 돌아온 이후 판졘웨이(Pan Jianwei)는 대규모 양자 기술 연구 팀을 구성했으며 현재 이 팀은 수백 명의 연구원을 모집했습니다. 올해 1월 7일 판졘웨이(Pan Jianwei)팀은 Nature 저널에 " 4,600km를 뛰어 넘은 우주와 지구간의 양자 통신 네트워크"라는 제목의 논문을 발표했습니다. 광역 양자 보안 통신 기술이 실제적인 적용 중에서의 조건은 이미 초기적이지만 성숙 단계에 이르렀다는 것을 검증했니다.
오늘날 중국은 양자 통신 기술에서 세계를 선도하기 시작했습니다. 판졘웨이(Pan Jianwei)팀은 양자 보안 통신 베이징- 상하이 간의 네트워크(Beijing-Shanghai Trunk Line)와 “헤이즈 하오” 양자 위성이 성공적으로 우주 도킹하는 것을 기반으로 해서 700여개 이상의 지상파 광섬유 양자 키 분배(QKD) 링크와 위성과 지구의 2개 자유 공간 고속 QKD 링크를 통합한 세계 최초의 광역 양자 통신 네트워크를 구축했습니다. 지상에서 4,600km 떨어진 우주와 지구의 범위 안에서 다중 사용자 양자 키 분배를 실현했으며 아울러서 2년 이상 안정성 및 안전 테스트, 표준화 연구 및 공무, 금융, 전력 분야의 응용 시연을 수행했습니다.
양자 기초 연구는 유럽이 주도하고 있습니다. 유럽은 양자 기술 기초 연구 분야에서 오랫동안 결정적인 발언권을 가지고 있었는데, 중국의 양자 기술 발전으로 인해 유럽은 이미 글로벌 선두 지위를 잃어버린 건가요? 이와 관련하여 기초 연구 측면에서 유럽은 여전히 세계를 주도하고 있지만, 유럽의 문제는 기술 구현 능력이라고 차일링거는 말합니다.
만약 유럽 프로젝트를 수립할 수 있고 최고의 연구원을 채용 할 수 있고 적절한 전략 단계를 수립할 수 있다면 예상하는 목표를 달성 할 수 있습니다
유럽에서 양자 기술에 대한 "아폴로 실험"을 수립하는 것이 쉽지 않다고 차일링거는 솔직히 말했습니다. 모든 당사자가 동일한 프로젝트에 집중하도록 설득해야하는 문제가 있기 때문입니다. "2000년대 초기 양자 실험을 위한 유럽 위성을 만들려고 했을 때는 이것이 문제가 되었지만 중국과 미국에는 이런 문제가 존재하지 않습니다. 유럽에 대한 장기적인 비전을 갖고 있는데, 이를 실현하기 위해서는 정책 결정을 하는 사람들의 용기가 필요하다고 차잉링거는 말합니다
그러나 유럽 정부도 점차 자신의 문제를 깨달았고 양자 기술 적용 방면에 대대적으로 시행하기를 희망하고 있습니다. 유럽 우주국 (ESA)은 유럽 지상 기반의 양자 통신 네트워크의 중계국으로서 3년 이내에 첫 번째 양자 위성을 발사 할 계획이라고 차잉링거는 밝혔다. 유럽이 조만간 양자 위성 발사를 하게 된다니 매우 기쁩니다. 유럽 우주국 (ESA)은 수년 동안 카나리아 제도에서 양자 통신 실험을 줄곧 지원해 왔으며 거기서도 중국의 “헤이즈 하오” 위성을 이용해서 실험을 진행할 수 있습니다.
차잉링거는 또한 양자 기술의 발전은 기초 연구와 분리될 수 없다고 강조했습니다. 우리는 양자 물리학의 기본적인 문제를 소홀히 해서는 안됩니다. 오늘날의 양자 기술은 오로지 30년 또는 40년 전의 기본적인 실험을 통해서만 비로소 실현 가능합니다.
마찬가지로 오늘의 기초적인 작업은 장차 다시 한 번 신기술을 이끌어 낼 것 같은데, 이 점이 나에게는 호기심과 기쁨으로 가득차게 합니다
미국항공우주국(NASA)도 또한 지금 양자 위성 링크를 구축하고 있습니다. 작년에 발표된 미국 양자 네트워크 전략 구상 (A STRATEGIC VISION FOR AMERICA`S QUANTUM NETWORKS)에 따르면, 대략적인 구상은 2020 년대 중 후반에 유럽과 북미 사이에 양자 네트워크를 구축하는 것입니다.
NASA는 공간 양자 실험실의 백서를 발표했습니다. 이에 따르면 제트 추진 연구소（JPL）에서 새로운 양자 통신 위성을 연구한다는 계획이 포함 되었습니다. 2021년 미국 정부 예산안에서 양자 기술 연구 개발 경비가 대폭 늘어났습니다.
마크롱 프랑스 대통령도 지난달 최대 18 억 유로 규모에 달하는 양자 기술 대한 5개년 투자 계획을 발표했는데, 이 분야에서 장차 프랑스를 세계 3위의 반열에 올려 놓겠다는 의미가 내포 돼 있습니다. 이 계획을 통해 프랑스는 양자 기술에 사용하는 공공 자금을 연간 6천만 유로에서 2억 유로로 증가 할 것이라고 확정했습니다.
제일재경(YICAI) 기자에 따르면, 중국 양자 국가 실험실의 투입 규모는 향후 5~10년간 예산이 100억 위안에 달할 것이라고 합니다. 중국 과학 기술 대학의 천위아오(Chen Yuao) 교수는 지난달 제일재경(YICAI) 기자와의 독점 인터뷰에서 양자 통신 기술의 중국 미래 발전 방향 세 가지를 밝혔다.
1, 고전적 암호학과의 결합으로 양자 통신의 안전성의 정량화를 실현
2. 양자 통신 시스템의 칩 도입 및 소형화
3. 양자 네트워크 구축 방법과 협의 개선
출처 : 제일 재경
