중국이 100km 떨어진 곳에 양자암호를 보냈다

중국 과학기술대학교 판젠웨이 연구팀이 100km 떨어진 두 지점 사이에서 양자암호 통신에 성공했다. 이번 주 사이언스지에 발표된 연구에 따르면, 연구팀은 레이저로 포획한 루비듐 원자 한 쌍을 이용해 장비를 신뢰하지 않고도 완전히 안전한 통신을 구현했다.

기존 양자암호의 한계를 뛰어넘다

기존 양자암호 시스템은 치명적인 약점이 있었다. 통신 장비 자체를 완전히 신뢰해야 한다는 점이다. 만약 해커가 양자 검출기나 송신 장비를 조작한다면 암호화된 정보가 그대로 노출될 수 있었다.

판젠웨이 팀의 해법은 '장비 독립적 양자 키 분배(Device-Independent Quantum Key Distribution)'라는 기술이다. 두 개의 루비듐 원자를 각각 다른 네트워크 노드에 레이저로 포획한 뒤, 이들 사이의 양자 얽힘을 이용해 암호키를 생성한다. 핵심은 장비가 어떻게 작동하는지 몰라도, 양자역학의 기본 법칙만으로 보안성을 보장할 수 있다는 점이다.

연구팀은 220미터의 광섬유로 연결된 두 실험실에서 시작해, 최종적으로 100km 거리에서도 안정적인 양자암호 통신을 구현했다. 이는 실용적인 도시 간 통신이 가능한 수준이다.

미중 기술패권 경쟁의 새로운 전선

이번 성과는 단순한 학술 연구를 넘어선다. 중국은 이미 세계 최장 거리 양자통신망을 구축하고 있으며, 양자 위성까지 운용 중이다. 미국이 반도체와 AI에서 중국을 견제하는 동안, 중국은 양자기술이라는 새로운 영역에서 앞서 나가고 있다.

양자암호는 군사·정부 통신의 판도를 바꿀 수 있는 기술이다. 현재의 모든 암호화 방식은 언젠가 양자컴퓨터에 의해 뚫릴 수 있지만, 양자암호는 물리학 법칙에 의해 보호받는다. 도청 시도 자체가 양자 상태를 파괴해 즉시 발각되는 구조다.

한국도 이 경쟁에서 뒤처질 수 없다. 삼성전자와 SK텔레콤은 이미 양자암호 상용화에 나섰고, 정부는 2조원 규모의 양자기술 투자를 발표했다. 하지만 중국의 이번 성과는 기술격차가 생각보다 클 수 있음을 시사한다.

상용화까지 남은 과제들

아직 해결해야 할 문제들이 있다. 현재 시스템의 키 생성 속도는 매우 느리고, 극도로 정밀한 실험 환경이 필요하다. 상용 제품으로 만들려면 비용과 안정성 면에서 상당한 개선이 필요하다.

또한 양자암호가 모든 보안 문제를 해결해주는 것은 아니다. 키 분배는 안전하게 할 수 있지만, 실제 데이터 처리와 저장 과정에서는 여전히 기존 보안 기술에 의존해야 한다.