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기타공학/다른 공학들

중국이 첫 스타트를 끊은 양자통신 위성 발사


양자통신과 양자얽힘 시험이 획기적 사건인 이유



양자통신은 양자의 중첩 현상을 활용한 통신 기법입니다. 양자역학의 핵심은 중첩성 인데 이를 통신의 암호화에 활용한 것이지요. 



echoradar.eu



개념을 간단히 살펴보면, 



양자통신 하의 데이터는 0 이면서도 1인, (동시에 공존이 불가능 해 보이지만 가능한) 상태입니다. 확인하는 순간에만 0인지 1인지가 결정되기 때문에, 그에 맞는 인코더와 디코더가 반드시 필요합니다. 



양자역학을 활용한 일종의 암호 송신/해독 필터라고 보시면 되겠네요. 



영화 매트릭스 / giphy.com




만약 감청하겠다고 양자화 된 데이터를 건들이면? 관찰자의 상황에 따라 0과 1이 멋대로 결정되어 버립니다. 양자통신을 도청 후 뭔짓을 한들 내용의 확인자체가 불가능합니다.



어떻게 구체적으로 구현이 가능하냐고요? 개념 설명도 어렵지만 이를 어떻게 구현하는지에 대해서는, 양자역학과 암호화 관련 기술 전체를 이해해야 합니다. 



요지는 양자역학의 중첩을 쓴 것이 아니라, 중첩이라는 개념을 암호화에 도입한 것이니까요. 



web.tecnico.ulisboa.pt



....만약 제가 쉽게 설명이 가능했다면 나사에 있을 런지도 모르겠네요. 암호화 기술이니 필터의 내용은 당연 기밀일테고요. -_-;;;;;



여튼 양자통신는 감청이 불가능한 것으로 알려져 있는데요. 현재는 중국이 양자통신 검증을 위한 위성 ‘묵자’호 중국명 ‘모쯔(墨子)’호는 발사해서 선방을 날린 상태입니다. (묵자묵자.... 많이 기술을 많이 처묵했나 봅니다.)



www.chinadaily.com.cn




주파수가 대역이 가장 높은 레이저를 이용해 양자통신을 검증하겠다고 쏘아 올렸지요. 전 세계 최초입니다. 



동시에 올라간 김에 겸사겸사 양자얽힘 시험도 같이 실시한다고 발표 되었습니다.





양자얽힘이라…. 또 다른 새로운 용어가 나왔네요. 뭔지 조금 간단히 살펴보면,



원자는 원자핵과 전자로 이루어집니다. 전자는 원자핵 주위를 공전하지요. 처음에는 공전만 하는 줄 알았던 전자. 양자역학의 발전으로 전자가 자전도 한다는 사실도 발견됩니다.



 (2차원 개념인 전자가 실제로 자전을 하진 않습니다. 이해를 위해 도입된 개념적인 내용입니다) 



sagansense.tumblr.com




이를 스핀이라고 부르는데요. 양자 얽힘은 한번 관계(?)를 맺은 전자 둘을 아주 멀리 떼어놓고, 한 전자의 스핀 값을 고정시키면 떨어진 다른 전자의 스핀 값도 고정된다는 이론입니다. 



부부를 멀리 떼어놓고, 부인이 허공에 싸다구를 때렸더니, 1.3km 떨어진 곳의 남편이 싸다구를 맞았다고 보면 되겠습니다. (혹은 반대)



glitch.news



빛보다 빨리 정보 전달이 가능하다니요. 아인슈타인이 가능성을 전면 부인했던 이론이었는데, 2015년 실험으로 확인되었지요. 학계가 시끌벅적 난리도 아니었습니다. 



양자얽힘 현상을 확인했으니 순간이동 아니 차원이동의 가능성이 열린거나 마찬가지였거든요.올레. 



영화 스타트랙 / IGN.com




묵자호 발사가 이슈가 되었던 건 이 양자 얽힘을 지구상에서 가장 먼 거리. 위성과 지상 사이에서도 이루어 지는지를 검증하게 되었기 때문인데요. 양자관련 분야에서는 미국 못지 않은 행보를 보여주는 듯 합니다.



bbc.com



참… 이런거 보면 중국의 기초과학은 결코 무시할 수준이 아니라는 생각이 듭니다. 우리는 언제쯤 과학적 신세계를 열어 볼 수 있을까요.