"한국-스위스 공동연구, 장거리 대기권 양자통신 실증 나선다"

GIST, 스위스 베른대와 협력 차세대 양자통신 실험 착수

(왼쪽부터) GIST 미래우주국방융합연구본부 강철 본부장, 스위스 베른대학 응용물리연구소 Andre stefanov 교수, GIST 물리·광과학과 고도경 교수, 스위스 제네바 대학 물리학과 Boris Korzh 교수, 스위스 노스웨스턴 응용과학기술대학 응용물리학과 Christoph Wildfeurer 교수, GIST APRI 신우진 수석연구원. (사진=GIST 제공) [e-mail] *재판매 및 DB 금지

[광주=뉴시스]이창우 기자 = 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구원(APRI)은 '2025 한국-스위스 양자과학기술 공동연구 프로그램'의 신규 과제에 최종 선정된 'QFREE' 프로젝트의 착수 회의를 스위스 베른에서 개최했다고 4일 밝혔다.

이 연구는 고고도 풍선과 드론을 활용해 대기 중에서 양자 얽힘 상태의 빛을 주고받으며, 장거리 양자통신의 가능성을 실험적으로 검증하고 우주 환경에서의 양자통신 원리를 탐구하는 프로젝트다.

'QFREE' 프로젝트는 성층권을 넘어 우주까지 이어지는 자유공간 양자 네트워크를 구축하는 도전적인 연구로, 연구진은 57㎞ 구간(짐머발트-융프라우요흐)에서 고고도 풍선(HAPS)과 드론을 이용해 양자광과 고전광의 간섭 특성을 비교하며, 양자 얽힘 상태의 안정성을 검증한다.

이 실험은 양자광에 에너지-시간 정보를 담아 장거리 통신 효율성을 높이는 동시에, 우주 환경에서 중력장과 시공간 곡률이 양자통신에 미치는 영향을 분석하기 위해 세계에서 처음으로 시도한다.

이번 연구는 양자 네트워크의 확장성과 안정성을 높일 기술 개발이 목표다.

연구진은 이동형 SNSPD(단일광자 검출기), 이동형 추적 지상국, 간섭계 페이로드 등 첨단 장비를 활용해 고고도와 장거리에서 신뢰성 있는 양자통신 실험을 진행한다.

이러한 기술은 국방, 우주, 보안 등 다양한 산업에 응용될 가능성이 크며, 향후 글로벌 양자인터넷 시장에서 중요한 경쟁력을 갖출 것으로 전망된다.

이번 프로젝트는 4년간 진행한다. 연구비는 한국 12억원, 스위스 79만9899 스위스 프랑(약 14억4700만원) 규모다. 연구팀은 양자통신의 핵심인 에너지-시간 부호화 기술을 활용해 안정적인 장거리 링크 확보를 목표로 하고 있으며, 이를 통해 양자통신 실용화의 중요한 기술적 기반을 마련할 계획이다.

GIST APRI 신우진 수석연구원은 "QFREE는 드론과 성층권 플랫폼에서 얽힘 광자를 실제로 분배하고, 동일 조건에서 고전광 대비 양자광 간섭의 차이를 직접 비교·측정한다는 점에서 세계적으로도 독창적인 시도"라며 "스위스 고고도 인프라와 APRI의 광학·추적 기술을 결합해 향후 양자 인터넷 구축의 핵심 토대를 마련하겠다”고 말했다.

베른대학교 안드레 스테파노프 교수는 "양자통신의 데이터 전송률과 신뢰성을 높일 중요한 시도"라며, 양국 간 협력이 양자·우주 기술 분야에서 경쟁력을 강화하는 계기가 될 것"이라고 밝혔다.

이번 실험은 양자통신의 상용화와 핵심 기술 개발에 중요한 이정표가 될 전망이다.

스위스의 고고도 인프라와 GIST의 광학·추적 기술이 결합된 이번 연구는 양자 인터넷 구축을 위한 중요한 첫걸음으로 향후 글로벌 양자기술 경쟁에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

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