양자 암호 - 광정렬

광정렬 : BB84 알고리즘을 이용할 경우 광자의 프레임 축이 항상 일정하게 유지될수 있도록 시스템 자체에 대한 수평수직 제어기술이 병행되어야 함

 

광섬유 내부를 통해 보호받는 광통신 기반 양자암호통신기술과 달리 자유공간(무선)에서 레이저빔을 매개체로 할 경우, 햇빛 등의 외광 및 대기환경 등으로부터 광잡음이 발생하기 때문에 레이저빔과 전송되는 광자에 대한 손실을 최소화하면서 광잡음을 효과적으로 제거하기 위한 방법으로 Spectral, Spatial, Temporal 필터 등을 활용한 광잡음 저감기술이 검토되고 있음

 

1)신뢰노드를 이용한 장거리 전송방식은 구현용이한 장점이 있으나, 신뢰노드에서 광자를 디지털 신호로 변환하여 암호키로 저장하는 과정에서 해킹등에 노출될 수 있는 단점이 있음(원천적 도감청 방지를 위해서는 부적절)

 

2)양자원격전송 광자전용방식은 원거리에 있는 두개의 양자메모리 간에 얽힘상태를 생성함으로서 구현.

멀리 떨어진 송수신자가 포획이온-광자쌍 얽힘을 생성하고 생성된 광자들을 각각 광섬유를 통해 중계노드에 전송하면 중계노드는 빔 분할기(50:50)를 이용하여 두 광자의 일치측정을 수행하여 송수신자에 남아있는 두 포획이온간 양자얽힘 상태를 생성할 수 있음. 이 과정을 복수의 중계노드를 대상으로 반복하게 되면 원거리 양자원격전송을 통한 장거리 전송이 가능함.

 

이 방식은 중계노드가 암호키를 보관하지 않으므로 보안성이 강한 장점이 있음. 반면 양자상태 정보를 이온에 전달하는 과정에서 거리가 증가될수록 전송효율이 낮으며 얽힘 상태 광자를 생성하는 복잡한 과정이 필요하고 필요시 초고진공 챔버구성등으로 장비규모가 커지는 단점이 있음