인하대 함병승 교수팀, 장거리 양자통신 '걸림돌' 해결

[박계현기자] 수 밀리초에 불과하던 양자메모리 저장 시간을 최장 수 시간까지 늘리는 통신기술을 국내 연구진이 개발했다.

인하대학교 함병승 교수 연구팀은 양자정보를 수 시간까지 저장할 수 있는 새로운 양자메모리 기술을 개발했다고 20일 발표했다.

이 기술을 적용하면 기존에는 단거리에서만 사용하던 양자통신 기술을 100킬로미터 이상의 장거리에서도 사용할 수 있다. 양자통신은 정보를 빛의 기본입자인 광자의 양자 상태에 실어 전달하는 기술로 용량이나 속도 면에서 차세대 통신 기술로 각광받고 있다.

함병승 교수 연구팀은 지난 2009년 마이크로파 영역 대의 에코 신호를 광신호로 치환하는 라만에코 방식의 기술을 개발했지만 이 기술은 치환 과정의 번거로움과 양자소음을 해결하지 못한 부분이 문제점으로 지적됐다.

이번에 함 교수팀이 개발한 광잠금식 포톤에코 방식은 기존 기술의 문제점으로 지적되던 두 가지 문제점을 동시에 해결했다.

포톤에코 방식은 광정보를 스핀에다 직접 저장하는 라만에코 방식과는 달리 정보를 원자에 직접 저장한다. 함 교수팀은 이번에 처음으로 포톤에코 방식을 적용해 정보의 저장 시간을 늘렸을 뿐 아니라 정보를 전달받은 원자들이 들뜨지 않고 가라앉게 하는 이중재위상화 과정을 거치게 해 통신 과정에서 발생하는 소음을 줄였다.

함병승 교수는 "이번 양자메모리 연구는 기존의 연구방식과는 차별되는, 특히 국내 연구진 단독으로 일궈낸 의미 있는 결과로서, 우리나라가 미래형 차세대 양자정보처리와 장거리 양자통신의 핵심원천기술을 선점하고 선도할 수 있는 계기를 마련했다"고 연구의의를 전했다.

이번 연구성과는 미국물리학회에서 발간하는 양자광학분야 학술지 'PRA 래피드 커뮤니케이션즈(PRA Rapid Communications)'지에 내달 1일자로 게재될 예정이다.

또한, 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적연구)의 지원을 받았다.