지금까지 불가능하다고 여겨왔던 100㎞ 이상의 장거리 양자통신을 가능하게 하는 물리학적인 새 원리가 밝혀졌다.

교육과학기술부는 인하대 전기공학부 함병승 교수가 현재 1000분의 1초 정도만 저장하는 양자메모리를 1초 수준으로 크게 늘리는 프로토콜을 개발했다고 20일 밝혔다.

정보를 양자 상태의 빛 입자에 실어 전달하는 양자통신은 속도가 빠른데다 해킹이 절대 불가능한 장점이 있다.

그러나 현대 물리학에서는 1초 이상의 저장 시간을 갖는 양자메모리가 구현되지 않아 장거리 양자통신이 실현되지 않고 있다.

함 교수는 지난 2009년 짧은 저장시간을 긴 저장시간으로 바꾸는 '광잠금 라만에코' 프로코톨을 개발해 양자메모리의 저장시간을 획기적으로 늘린 바 있다.

이 방식은 그러나 마이크로파 영역대의 에코신호를 광신호로 치환하는 번거로움과 양자 소음이 발생는 문제가 있었다.

함 교수는 이 문제를 해결하기 위해 이중(double) 재위상화(rephasing)를 적용해 광신호로 치환하는 문제와 양자의 소음 문제를 동시에 해결했다.

재위상화는 원자와 빛을 저장할 때 흐트러진 위상을 시간의 역 방향으로 돌려 회복시키는 방식인데 이를 이중으로 적용해 기존 문제를 풀었다.

함 교수는 "이번 연구는 국내에서 단독으로 일궈낸 의미 있는 결과"라며 "미래형 차세대 양자 정보처리와 장거리 양자통신의 핵심원천 기술을 선점하는 계기를 마련했다"고 말했다.

이번 연구결과는 양자광학 분야의 최고 학술지로 인정 받는 래피드 커뮤니케이션즈 (rapid communications) 4월1일자에 게재될 예정이다.