일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2021.10.22

양자암호통신 기능을 수 밀리미터 크기의 칩에 집적
도시바, IoT 등 용도 확대

도시바는 10월 22일, 칩 기반의 양자암호통신 시스템을 개발했다고 발표했다. 지금까지 양자암호통신에는 대규모 광학 부품이 필요했지만, 주요 구성 기능을 칩에 집적함으로써 소형화했다. 도시바는 2024년의 실용화를 목표로, IoT기기를 통한 모니터링이나 공장 간에서의 데이터 은닉 등 양자암호통신의 용도 확대를 추진해나갈 방침이다.

양자암호통신은 광섬유로 연결된 거점 간에 광자에 암호키 정보를 실어 송수신하는 구조이다. 양자역학적인 특성을 이용해 도청이나 해킹을 검지할 수 있기 때문에, 양자 시대의 새로운 암호기술로서 세계적으로 실증이 추진되고 있다.

도시바는 양자암호 통신시스템 등 3가지 주요 구성을 광집적회로화 해서 칩 기반 양자암호 시스템을 구축했다. 칩화한 것은, (1) 양자 암호키의 송신기, (2) 양자 암호키의 수신기, (3) 암호키를 생성하기 위해 필요한 난수 발생기(Random number generator)이다. 시작품의 외형 치수는 양자 송신 칩이 2mm×6mm, 양자 수신 칩이 8mm×8mm, 양자 난수 칩이 2mm×6mm이다. “표준적인 반도체 제조기술을 이용해 1개의 웨이퍼 상에 수백 개의 팁을 한 번에 제조함으로써 양산이 가능하다”(도시바)라고 한다.

도시바에 따르면, 주요 구성을 광집적회로화한 양자암호통신 시스템 개발은 세계 최초라고 한다. 도시바는 이 시스템을 소형화·저소비 전력화하여 공장 간 설계 데이터 공유의 비닉화(秘匿化) 등으로 적용 범위를 확대해나갈 방침이다. 지금까지는 대규모 시스템 구축이 필요했기 때문에, 금융이나 의료 분야에서의 활용을 전망하고 있었다고 한다.

도시바는 실증 실험을 통해 칩 베이스 양자암호통신 시스템을 통해 50km의 광섬유를 이용한 암호키 배송을 실증했다. 또한 10km의 광섬유를 이용한 실증 실험에서는 평균 470k비트/초의 암호키 생성 속도를 실현할 수 있었다고 한다. “도시 내 통신을 상정한 실증 실험으로, 화상통화에서의 활용이 가능한 수준의 암호키 생성 속도를 실현할 수 있었다”(도시바)라고 말한다.

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