2023년 9월, 한국과학기술정보연구원(KISTI)과 SK텔레콤(SKT)은 양자암호통신망 구축에 있어 새로운 전환점을 마련하였다. 두 기관은 세계 최초로 디지털 트윈 기술을 개발하여 양자암호통신망의 실제 구축 이전에 그 성능과 운용 가능성을 시뮬레이션할 수 있는 무대를 마련하였다. 이러한 발전은 2023년 9월 21일 스페인 말라가에서 열린 유럽 최대 광통신 국제 행사 ‘ECOC(European Conference on Optical Communication)’에서 공개되었다. 이 행사는 KISTI와 SKT의 혁신적인 연구를 전 세계에 알리는 중요한 기회로 작용했다.

KISTI 양자통신망연구센터장 이원혁 박사, SKT 유선Tech팀 매니저 김민형, SKB Access 솔루션팀 매니저 정소기, KISTI 양자통신망연구팀의 이찬균 박사 등 핵심 연구진들은 이러한 디지털 트윈 기술을 세계에 처음 소개하였다. 이는 양자암호통신망이 실제 구축되기 전, 그 잠재적 운용 환경과 복잡성을 미리 시뮬레이션할 수 있는 중요한 발전임을 의미한다. 이 기술의 핵심은 KISTI의 양자키분배(QKD, Quantum Key Distribution) 시뮬레이터와 SKT가 개발한 쿠버네티스(Kubernetes) 기반 키관리 시스템을 연동하는 데 있다.

QKD는 양자역학의 원리를 활용하여 암호키를 안전하게 생성 및 전달하는 고급 기술로, 쿠버네티스는 서버에 분산된 여러 애플리케이션의 배포, 확장, 관리를 자동화하는 오픈소스 플랫폼으로 널리 사용되고 있다. KISTI와 SKT가 개발한 이 디지털 트윈 기술은 QKD 시뮬레이터와 쿠버네티스 기반의 키관리 시스템을 국제표준 규격에 맞추어 연결하여 가상의 양자암호 통신망 구성이 가능하게 만들었다. 이를 통해 양자키 생성부터 관리 및 공급까지 전 과정을 하나의 환경에서 검증할 수 있는 장점을 제공한다.

KISTI QKD 시뮬레이터는 통신 거리와 광 손실과 같은 실제 장비에서 변경하기 어려운 조건들을 가상 환경에서 자유롭게 설정하여 시험할 수 있는 점에 그 매력이 있다. 이를 통해 다양한 네트워크 환경을 구현하고 실제 키관리 시스템과 연동하여 검증하는 기반이 마련되었다. KISTI의 송중석 본부장은 이러한 기술이 다양한 양자암호통신 환경을 구현하고 실제 키관리 시스템과 연동할 수 있는 중요성을 강조하며, 향후 이 기술이 상호 운용 가능성 및 확장성을 높이는 핵심 요소로 발전시켜 나갈 것임을 약속했다.

SKT의 류탁기 네트워크기술 담당자도 쿠버네티스 기반 키관리 시스템과 양자키 분배 시뮬레이터를 연계하여 다양한 네트워크 환경에서의 키 관리 기능을 유연하게 검증할 수 있게 되었다고 밝혔다. 이는 양자암호통신망 운용 환경이 더욱 확장 가능해질 수 있는 중요한 발판으로 작용한다.

디지털 트윈 기술의 개발은 현대 통신망에서 양자암호화의 실현 가능성과 그 장점을 더욱 명확히 드러내는 중요한 한 걸음으로 평가될 수 있다. 이를 통해 양자암호통신망이 다양한 환경에서 안정적으로 운영되도록 하는 기초가 마련되었다는 점을 강조할 필요가 있다. 미래의 통신망은 양자기술과 디지털 시뮬레이션 기법이 결합된 혁신적인 방향으로 나아갈 것임을 보여주는 사례로 평가받고 있다.

KISTI와 SKT의 이러한 연구 노력은 양자기술과 정보 통신 기술의 결합이 가져올 수 있는 혁신적인 가능성을 보여주는 중요한 사례로, 전 세계적으로 관심과 호응을 받고 있다. 이러한 발전은 미래에 양자암호통신망이 광범위하게 적용될 수 있는 기술적 토대를 마련하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.