연구진은 수십 년 전부터 양자를 연구해 왔다. 양자암호통신·양자컴퓨팅·양자인터넷 등이 대표적이다. 무선 양자암호통신은 해킹·도청으로부터 자유로워 차세대 보안통신기술로 각광 받는다. 빛의 알갱이인 광자에 정보를 담아 전송하고 복원해 암호키를 생성한다. 제 3자가 데이터를 훔치면, 양자 정보는 휙 변신하게 돼 해킹·도청이 원천적으로 불가능한 꿈의 기술이다.

양자컴퓨팅 관련 연구는 양자 알고리즘을 컴퓨터가 이해하도록 양자 기계어로 변환하는 양자 컴파일 요소기술을 개발 중이다. 양자연산 시절보다 쉽고 더 빠른 연산을 위해 현재 기계어를 실제 양자컴퓨팅 시스템에서 구동하기 위한 구성요소를 개발 중이다.

양자인터넷 핵심원천기술도 개발했다. 매우 낮은 온도(-272.9℃)에서만 작동하는 양자 프로세서를 상온에서도 가능토록 만들었다. 실리콘·질화규소를 이용해 양자 인터넷 구현에 필요한 광원소자와 광집적회로를 개발하고 양자 게이트를 만들었다. 연구진은 양자 데이터를 전달하기 위해 빛의 최소 단위이자 큐비트 역할을 하는 광자를 한 개씩 만드는 `레이저 총`을 구현했다. 특히 질화규소 광도파로를 활용한 광집적회로로 양자 게이트를 선보인 것은 세계 최초다. 게이트 신뢰도는 최대 81%를 기록했다. 해당 기술은 양자 인터넷 구현의 핵심기술인 얽힘 광자 쌍·양자 프로세서 칩 개발의 서막을 연 것으로 평가된다. 20여 년 넘게 광 집적회로 기술 연구 노하우와 원천기술 덕분에 성과를 낼 수 있었다. 향후 반도체 공정기술을 이용해 양자 연산 신뢰도를 높이고 게이트 확장에 유리해 전망도 밝다. 연구진은 게이트 신뢰도를 99% 이상으로 높이는 등 후속 연구에 나설 계획이다. 현재 슈퍼컴퓨터는 고전컴퓨터가 될지도 모르겠다. 정길호 한국전자통신연구원 홍보실장

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