SKT, EU 양자암호 '호라이즌 유럽' 사업 수주…AI 결합 QKD 개발 나서

[경제일보] SK텔레콤이 유럽연합(EU)의 대규모 연구개발 프로그램 '호라이즌 유럽' 과제를 수주하며 차세대 양자암호 기술 개발에 나선다. 인공지능(AI)과 광자집적회로(PIC)를 결합한 양자키분배(QKD) 기술을 개발해 양자암호 통신 상용화의 핵심 과제로 꼽히는 비용과 장비 규모 문제를 해결하겠다는 전략이다.

9일 SK텔레콤은 EU 연구기금인 호라이즌 유럽 과제로 차세대 양자암호 기술 개발 프로젝트에 참여한다고 밝혔다. 이번 프로젝트는 그리스와 오스트리아, 독일 등 유럽 3개국 기관과 공동으로 진행되며 향후 3년간 연구개발이 이뤄질 예정이다.

호라이즌 유럽은 EU가 운영하는 대표 연구개발 지원 프로그램으로 약 955억 유로(약 170조원) 규모의 예산이 투입된다. 지난해 한국은 아시아 국가 최초로 준회원국 자격을 확보했으며, 이를 통해 국내 연구기관과 기업들도 유럽 연구개발 사업에 직접 참여할 수 있게 됐다. SK텔레콤은 양자암호 분야 기술력을 인정받아 아시아 민간기업 가운데 처음으로 관련 연구비를 지원받게 된 것으로 알려졌다.
이번 프로젝트의 목표는 AI 기반 광자집적회로 기술을 적용한 'QPIC-AI(퀀텀 광자 집적 회로-AI)' 기반 양자키분배 시스템을 구현하고 실증하는 것이다.

양자키분배는 양자역학 특성을 활용해 통신 당사자 간 암호키를 생성하고 공유하는 기술이다. 제3자가 통신 과정에 개입할 경우 양자의 상태가 변하기 때문에 해킹 시도가 즉시 탐지된다. 양자컴퓨터 시대가 도래하면서 기존 암호체계의 한계가 거론되는 가운데 차세대 보안 기술로 주목받고 있다.

다만 현재 양자키분배 시스템은 정밀 광학 장비를 개별적으로 조립·운용해야 해 장비 규모가 크고 구축 비용이 높다는 한계가 있는 것으로 평가된다. 이에 국방과 금융, 공공 분야를 제외한 일반 산업으로의 확산에는 제약이 있었다.

SK텔레콤은 이번 프로젝트를 통해 광자집적회로 기술을 활용해 다양한 광학 부품을 하나의 칩에 통합할 계획이다. SK텔레콤은 기존 대형 광학 장비를 반도체 기반 칩으로 대체함으로써 시스템을 소형화하고 생산 효율성을 높일 수 있을 것으로 전망했다.

또한 AI 기술도 적용할 예정이다. 임베디드 AI가 온도 변화와 진동 등 외부 환경 요인에 따른 광학 상태 변화를 실시간으로 감지하고 자동 보정함으로써 양자키분배 시스템의 안정성과 운용 효율성을 높인다는 구상이다.

이번 기술이 상용화될 경우 양자암호 통신 보급 확대의 전환점이 될 것으로 분석된다. 칩 기반 설계를 통한 대량 생산이 가능해지면서 장비 가격을 낮출 수 있고 전력 소비 감소와 운영 비용 절감 효과도 기대할 수 있기 때문이다. 이를 통해 데이터센터와 통신망, 기업 네트워크 등 다양한 산업 분야로 양자암호 기술 적용 범위가 확대되는 것이다.

이번 프로젝트에는 그리스 국립과학연구센터(NCSRD), 오스트리아 기술연구원(AIT), 독일 반도체 스타트업 시노게이트UG 등이 참여한다. NCSRD는 프로젝트 총괄과 AI 기반 광학계 제어 기술 개발을 맡고, AIT는 키 관리 시스템을 개발한다. 시노게이트UG는 AI 기능 설계를 담당한다.

SK텔레콤은 PIC 기반 양자키분배 시스템 개발과 AI 기능 적용, 테스트베드 구축 및 검증을 수행한다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 PIC 기반 양자키분배 송수신 광학 칩 개발을 담당한다.

앞서 SK텔레콤은 양자암호 기술 연구에 뛰어들어 15년 이상 관련 기술을 개발해 온 바 있다. 유선 양자키분배 기술을 무선·위성 분야로 확장하는 연구를 진행하고 있으며 10Gbps급 양자난수생성기(QRNG) 기술 개발에도 참여하고 있다. 최근에는 미국 표준 기반 양자내성암호(PQC)를 제로트러스트 보안 솔루션과 양자암호원칩(Q-HSM)에 적용하는 등 양자 보안 사업 확대에도 나서고 있다.

류탁기 SK텔레콤 네트워크기술담당은 "이번 호라이즌 과제 수주는 SK텔레콤의 양자암호 기술 연구개발 역량을 확인한 계기로, SK텔레콤은 PIC 기술과 AI 기술을 접목한 차세대 QKD 시스템 개발을 통해 글로벌 양자암호 통신 시장에서 선도적 입지를 강화할 것"이라며, "다국적 협력을 통해 얻은 경험과 성과는 향후 국내 양자 기술 발전에도 크게 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.