2016년 8월 16일 1시 40분, 중국은 쥬취안위성발사센터(酒泉衛星發射中心)에서 장정(長征) 2-D 탑재로켓을 이용해 세계 최초 양자과학실험위성(“양자통신위성”)을 발사했다.
[신화망 로스앤젤레스 8월 20일] (궈솽(郭爽) 기자) 1993년, 영국 연구진은 위상암호화 (PE: phase-encoding) 양자 암호 키의 배분을 실현했다. 그때, 한차례 양자 기술 분야에서의 국제 경쟁은 이미 시작되었다. 양자 통신 기술의 우주 ‘경기장’에서, 중국은 16일 세계 최초 양자 과학 실험 위성을 성공적으로 발사하면서, 일거에 압도적으로 국제에서 공인하는 페이스 메이커로 되었다. 그렇다면, 이 분야에서 기타 ‘선수’들은 누가 있는가? 그들은 이 경쟁에서 표현이 어떠한가?
반도체 기술 발전의 추동으로 제1차 정보 처리 기술 혁명은, 이미 우리의 생활에 깊은 영향을 미치고 있다. 학계에서는 보편적으로 양자 기술은 제2차 혁명을 촉발할 잠재력을 갖추고 있다고 인정하고 있다. 현재, 양자 기술의 응용 및 연구 개발은 주요하게 두 분야에 집중되고 있다. 즉 양자 계산 및 양자 통신이다. 그중, 중국은 양자 통신 기술 분야에서 현재 선두 자리를 지키고 있다.
이와 동시에, 캐나다, 일본, 이탈리아와 싱가포르의 연구팀들도 중국의 뒤를 바싹 쫓으며 유사한 공간 양자 연구를 펼치고 있다. 하지만, 이들 ‘선수’들이 선택한 경쟁 ‘경로’는 서로 다르다.
이를 테면, 싱가포르 국립 대학 및 영국 스텔라 클라이드 대학에서 구성된 국제 과학 연구팀은, 원가가 약 10만 달러, 무게는 약 5kg 밖에 되지 않는 큐브위성으로 양자 실험을 하면서, 인류를 도와 ‘양자 통신 공간 기반’을 실현하려 하고 있다. 보도에 따르면, 지난해, 이 국제 과학 연구 팀은 큐브위성 한발을 발사했는 데, 그 궤도에서 ‘관련’ 광자 쌍을 제조 및 측정할 수 있게 되었다. 내년, 그들을 완전히 얽힌 광자 쌍 장비를 만들 수 있는 위성을 발사할 계획이다.
캐나다 과학가들은, 지면에서 얽힌 광자 쌍을 제조한 다음, 이를 무게가 30kg도 되지 않는 마이크로 위성에 발사할 계획을 갖고 있다. 연구진에 따르면, 이렇게 될 경우, 우주에서 광자를 제조하는 것보다 원가가 낮다는 것이다. 하지만, 광자를 위성에 쏘아 올린다는 것은 하나의 도전이다. 과학가들은 먼저 광자를 실은 수신 장치 비행기로 실험을 시도하고 있다.
이탈리아 파도바 대학의 과학가들은 더 ‘쉬운 방법을 모색하고 있다’. 그들은 일반 위성에 반사경 혹은 기타 보다 간단한 장비를 장착해도, 우주에서 양자 과학 실험의 임무를 완성할 수 있다고 믿고 있다. 지난해, 이 연구 팀은 광자가 위성에서 지구로 바운스해도, 여전히 양자 상태를 유지할 수 있고, 수신 실수도 낮아, 능히 양자 암호에 사용될 수 있음을 밝히고 있다.
연구진은 또 다른 제안도 했다. 국제 우주 정거장에서 양자 실험을 진행해, 복잡한 ‘슈퍼 얽힘 기술’을 이용함으로써, 더욱 안전하고 효율적인 장거리 전송을 실현해야 한다.
미국의 양자 통신 이론 및 실험에 대한 연구는 일찍 시작되었고, 또 가장 먼저 국가 전략, 국방 및 안보의 연구 개발 계획에 포함되어 있었다. 하지만, 미국의 ‘상업 내막’ 웹 사이트는 한편의 글에서 다음과 같이 지적했다. 중국은 양자 통신 분야에 막대한 자금과 정력을 투입하고 있는 데, 이는 우주 영역에서 양자 통신 기술의 경쟁을 이끌어 갈 것이다. 하지만 미국은 관련된 구체적인 연구 개발 계획이 별로 없는 것 같다.
경쟁에 비해, 과학 기술 발전은 더 협력을 부르고 있다. 미국 캘리포니아 공과대학교 물리학 전문가 스피리돈 • 미하라키스는 이 분야에서 펼치고 있는 중국의 국제 협력을 극찬하면서, 중국 과학원의 시야를 높히 평가했다.
미하라키스는 다음과 같이 믿었다. 국가 간의 과학 연구 협력이 미치는 영향은 엄청난 결과를 낳게 된다. 그는 신화사 기자에게 다음과 같이 말했다. “더 많은 국가들이 관련된 연구에 참여함으로써, 양자 기술이 더 많이 보급되는 세계가 펼쳐지기를 기대한다.”
원문 출처:신화사
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