양자역학을 이용한 양자컴퓨터 및 양자암호기술 정보와 관련 상장기업에 대한 내용 정리.

이번에 올릴 내용은 양자컴퓨터에 대한 원리와 내용, 그리고 양자암호에 대한 상장기업의 내용을 올리고자 합니다.양자 역할 원리를 이용한 양자 컴퓨터 양자 컴퓨터는 양자 역학 원리를 이용하여 정보를 처리하는 컴퓨터입니다.

기존 컴퓨터는 0과 1로 이루어진 비트를 사용하지만 양자 컴퓨터는 0과 1이 동시에 존재할 수 있는 큐비트를 사용합니다. 큐비트는 중첩과 얽힘이라는 특별한 성질을 가지고 있어 대량의 정보를 병렬로 처리할 수 있습니다. 이를 통해 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 효율적으로 복잡한 문제를 해결할 수 있습니다.

양자 암호는 양자 역학의 원리를 이용하고 정보를 암호화하는 전송하는 기술입니다.양자 암호의 가장 대표적인 예는 양자 키 분배(quantum key distribution)입니다.양자 키 분배는 2사람의 통신자가 광자의 편광의 같은 양자 상태에 암호키를 인코딩하고 공유하는 방법입니다.이 때 도청자가 광자의 상태를 측정하면 측정에 의해서 광자의 상태가 바뀌게 된다, 통신자가 도청을 감지할 수 있습니다.그러므로 양자 키 분배는 도청 불가능한 안전한 통신을 가능하게 합니다..국내 연구진이 세계 최초로 벌집 구조가 아니라 2차원 삼각 격자 구조를 갖는 물질에서도 오류 없는 양자 컴퓨터를 구현하는 양자 상태를 세계에서 처음 발견했다는 뉴스가 최근 있었습니다.연구는 양자 컴퓨터의 에러가 없는 구현을 위한 새로운 가능성을 제시한 것입니다.이번 연구 성과는 국제 학술지”네이처 피직스”에 게재되었습니다.

양자 컴퓨터는 양자 역학의 원리를 이용하고 정보를 처리하는 컴퓨터에서 기존의 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 효율적으로 복잡한 문제를 해결할 수 있습니다.그러나 양자 컴퓨터를 구현하려면 양자 상태를 갖는 물질이 필요합니다.그동안 연구자들은 벌집 구조를 갖는 물질로만 양자 상태를 발견하였습니다.벌집 구조는 헥사곤형의 육각형의 격자로 구성된 구조입니다.이들의 벌집 구조 물질에 나타나는 양자 상태의 1개가 키타 후 모델입니다.키타 후 모델은 오류 없는 양자 컴퓨터의 기반이 되는 양자 상태이며, 세계적으로 많은 관심을 모으고 있습니다.그러나 박·지에궁 교수 팀과 김·성진 교수 팀은 벌집 구조가 아니라 삼각 격자 구조를 가진 자기 판 데르 바알스 물질에서도 키타 후 모델을 발견했습니다.삼각 격자 구조는 삼각 격자로 구성된 구조입니다.이런 삼각 격자 구조 물질에서 양자 상태를 발견하는 것은 세계 최초로 이론적으로만 알려진 것을 실험적으로 증명한 것입니다.이 연구는 삼각 격자 구조 물질로부터 다양한 양자 현상이 나타날 가능성이 있음을 보이고, 양자 컴퓨터에 활용할 수 있는 새로운 물질의 탐색에 기여하였습니다.즉, 이 연구가 응집 물질 물리와 양자 정보 분야에서 혁신적인 발전을 이끌 수 있는 것을 의미합니다.

응집 물질 물리는 물질의 거시 구조와 성질을 연구하는 분야입니다.양자 정보는 양자 역학의 원리를 이용하고 정보를 처리하는 통신하는 분야입니다.이 연구는 삼각 격자 구조 물질에 키타 후 모델을 구현함으로써 새로운 양자 상태를 발견하고 양자 컴퓨터의 에러가 없는 구현을 위한 새로운 가능성을 제시했습니다.이런 결과는 응집 물질 물리와 양자 정보 분야에서 기존의 지식과 기술을 넘어 창의적 연구를 수행하는데 도움이 됩니다.또 이 연구는 삼각 격자 구조 물질로 다양한 양자 현상이 나타날 가능성이 있음을 나타내고 있습니다.이런 물질을 활용하고 양자 컴퓨터 같은 양자 정보 기기를 개발하는 양자 암호 같은 양자 정보 서비스를 제공할 수 있습니다.그래서 이 연구는 응집 물질 물리와 양자 정보 분야에서 향후 높은 활용도가 기대됩니다.

양자 컴퓨터 암호 체계인 양자 암호 양자 암호는 양자 역학의 원리를 응용해서 만든 보안이 뛰어난 암호 체계입니다.양자 암호 통신은 양자의 특성·중첩성을 이용하여 송수신자 간의 원거리 통신 시에 비밀키를 안전하게 전송할 수 있는 암호 통신 기술로 도청과 해킹을 원천 차단할 수 있습니다.보안이 뛰어난 암호 시스템에서 데이터를 복잡하고 예측 불가능한 난수(무작위 숫자)형태로 암호화함으로써 더 이상 분할할 수 없는 물리량의 최소 단위인 양자의 특성(불확실성, 비가역성, 복제 불가능성)을 활용하였습니다.이에 대한 양자 암호 통신과 양자 역학적 현상을 활용하고 자료를 처리하는 콴텀 컴퓨터, 양자 보안 등 관련 기술 개발 등이 주목 받고 있습니다.양자 암호는 다음처럼 설명할 수 있어요.양자 암호는 데이터 암호화와 데이터 전송에 양자 역학의 원리를 적용해서 제삼자의 도청을 방지하는 기술입니다.

양자 암호의 가장 대표적인 예는 양자 키 분배(Quantum Key Distribution, QKD)에서 키 교환 문제에 대한 정보 이론적으로 안전한 해결책입니다.양자 암호는 양자 상태에서 인코딩된 데이터를 카피하거나 가로챌 수 없다는 점을 이용하고 도청을 감지하는 방지할 수 있습니다.양자 암호는 양자 컴퓨터에 의한 공격에도 안전한 것으로 기대되는 양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography)와 함께 사용할 수 있습니다.2021년 한국 전자 통신 연구원(ETRI)가 국내에서 처음으로 100km이상 거리에서 QKD를 성공적으로 수행하는 기술을 개발했습니다.이 기술로 광섬유네트워크에서 더욱 안전하고 효율적인 양자 통신이 가능하게 됩니다.양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography)양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography)은 양자 컴퓨터 공격에 대응할 새로운 공개키 암호 기술입니다.

양자 컴퓨터는 양자 역학의 원리를 이용하여 데이터를 처리하는 연산 장치로 기존의 공개 키 암호를 해독할 수 있는 쇼어 알고리즘을 실행할 수 있습니다.쇼어 알고리즘은 양자 컴퓨터를 사용하여 소인수 분해를 신속히 실행할 수 있는 알고리즘입니다.수학자 피터, 쇼어 씨가 1994년에 제안했습니다.쇼어 알고리즘은 양자 푸리에 변환(quantum Fourier transform)이라는 원리를 사용해서 한 수 N의 오더(order)라는 값을 찾습니다.오더는 N과 서로 소인 몇 x에 대해서, x의 한 제곱이 1이 되는 최소한의 지수 r의 일입니다.그러므로 현재 사용되는 RSA, ECC등의 공개키 암호는 양자 컴퓨터의 위협에 취약합니다.양자 내성 암호는 쇼어 알고리즘에서 해독되지 않는 다른 수학적 문제에 기초하여 설계되었습니다.예를 들어 격자(Lattice)코드(Code), 다변수(Multivariate)해시(Hash)등의 문제를 이용하고 양자 내성 암호를 구현할 수 있습니다.

미국의 NIST(국가 표준 기술 연구소)에서는 2020년에는 15종의 후보자 알고리즘을 선정했습니다.또 2024년까지 최종 표준화 대상 알고리즘을 발표할 계획입니다.국내에서도 양자 내성 암호의 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있습니다.서울대와 KISA에서는 격자 베이스의 Rlizard국가 수리 과학 연구소는 다변수 기반의 HiMQ등 양자 내성 암호 알고리즘을 개발하고 TTA표준 문서로서 등록되었습니다.양자 컴퓨터에 대한 각국의 노력 양자 컴퓨터가 현대의 정보 통신 분야의 암호 체계를 무력화시킬 수 있다는 우려가 높아지면서 사이버 보안의 새로운 시장을 선점하기 위한 각국의 경쟁이 심해지고 있습니다.8월 8일 특허청에 의하면 한국과 미국 일본 유럽 중국 등 지적 재산 주요 5개국(IP5)에 출원된 상황을 알 수 있습니다.”포스트 양자 암호”관련 특허는 2011년 이후 연평균 17.3%씩 증가하고 여기 10년에서 4.2배 증가(2011년 52건 → 2020년 219건) 했다는 것입니다.이 기간별 출원 비중은 미국이 31.6%로 가장 많았고 이어 일본(16.2%)중국(13.2%)이 그 뒤를 이어 한국은 10.2%로 4위를 차지했습니다.일본의 출원량은 다소 감소(연평균 14.0%↓) 하는 경향으로 나타난 반면 중국(43.6%↑)과 한국(40.3%↑)의 출원 증가 폭은 상대적으로 비쌌어요.

포스트 양자 암호는 어떤 수학 문제에 근거하고 있느냐로 대략 5종류(격자·해쉬, 다변수·코드·타원 곡선)로 구분됩니다.격자 베이스 암호 방식이 32.0%로 가장 많은 출원되어 있습니다.이 10년간(2011~2020년)한국의 격자 기반 기술 분야의 출원량은 69건으로 미국(90건)과 일본(76건)에 뒤지고 있습니다.그러나 이 5년(2016~2020년)의 출원은 2위(59건)에서 1위 미국(62건)와 약간의 차이를 보이고 있습니다.전체 출원을 출원인 타입별로 보면 세계적으로 포스트 양자 암호 기술의 개발은 기업이 주도(80%) 하고 있습니다.

그러나 한국은 대학(38.8%)과 연구소(10.1%)의 비중이 높은 것으로 나타났지만 이것은 연구 개발이 주로 정부 주도로 이루어지는 데 따른 것입니다.주된 출원인을 보면 네덜란드의 1위 필립스(73건)이 가장 많은 출원하고, 이어서 2위 소니(72건), 3위 인텔(63건), 4위 IBM(43건), 5위 후지쯔(35건)등이 뒤를 이었다.국내 출원인은 9위 클립 트랩(25건), 16위 삼성(18건), 20위 서울 대학(12건), 23위 조선 대학(11건)순이었습니다.격자 기반 기술 분야에서는 4위 클립 트랩(25건), 6위 삼성(14건), 11위 서울대(7건)고려대(7건)순으로 나타나는 등 한국 기업·대학의 약진이 눈에 띕니다.특허청의 박·제일 인공 지능 빅 데이터 심사 과장은 “양자 컴퓨팅이라는 파괴적 기술의 등장으로 차세대 암호 기술 시장이 열리고 있다”며”핵심 기술을 확보하는 사이버 안보 위협에 대비하는 시장을 선점하기 위한 범 국가적 노력이 필요한 시점”이라고 말했습니다.한편 미국 국립 표준 기술 연구소(NIST)에 의하면, 포스트 양자 암호 기술의 경제적 가치는 2026년에 27조원에 이를 것으로 예상됩니다.이는 전체 보안 시장 규모(247조원)의 11%를 차지하는 규모입니다.8월 29일 양자 암호, 보안 관련 상장 기업의 Secussen및 CoWever를 중심으로 양자 컴퓨터 관련 주식이 강한 모습을 보였습니다.

아이윈플러스도 자사 이미지센서 패키지가 보안카메라와 양자암호 등에 적용되고 있다고 반기보고서를 통해 공시했습니다.

드림시큐리티도 양자암호통신 시장 기반 기술을 개발해 보안 플랫폼을 만들겠다고 반기보고서에서 밝혔습니다.텔레 필드는 양자 암호 통신에 관한 연구 개발을 오랫동안 해왔다고 언급했으며, 우리 인터넷도 양자 암호 통신 전송 기능 장비 확보를 신규 핵심 사업으로 명시했습니다.SECUJEN(232830)양자 테마주로 꼽히는 SECUEN에도 기대를 매수가 쇄도했다는 관측이 나오고 있습니다.시큐어 전돌은 디지털 금융 서비스 보안 솔루션 및 컨설팅 서비스, 생체 인증·전자 서명 솔루션 공급을 주요 사업으로 하고 있습니다.특허 기반의 신기술인 생체 인증·전자 서명 사업을 통해서 AI기반의 바이오 매트릭스 인증 및 보안 플랫폼 기업으로서 시장 공략을 강화하고 있습니다.최근 이 회사는 신 사업으로서 디지털 금융 사업에서는 클라우드 기반의 금융 플랫폼 솔루션”DFPCEN클라우드”, 메타 버스 금융 점포와 거래 채널 AI가상 인간 콘시르쥬 서비스 추진을 앞두고 있습니다.생체 인증·전자 서명 부문에서는 일반 점포에서 적용되는 오프라인 결제용 생체 인증·전자 서명, 무지각 생체 지속 인증에 대한 개발이 추진될 예정입니다.특히 보안 서비스 사업에서는 양자 기술에 대한 대책이 된다 양자 내성 암호화 솔루션, 메타 버스 보안 솔루션 및 컨설팅이 추진될 계획입니다.한국 연구진이 “양자 내성 암호”분야의 난제를 푸는 단서를 발견하고 양자 내성 암호는 양자 컴퓨터조차 해결하기 어려운 차세대 암호 체계를 말합니다.고 위 바(056360)성장 정체 및 매출 원가율 상승 유선 광전송 장비 등의 제조 판매를 주요 사업인 회사에서 주로 KT, LG유 플러스, SK브로드 밴드 등 국내 주요 통신 사업자에게 빛 전송 장비를 공급하고 있습니다.전송 시장의 주류가 되고 있는 ROADM/POTN(기간망)PTS/OTN(메트로망), 5G-PON/광 단말 장치(접속망)장비 핵심 원천 기술을 보유하고 있습니다.POTN&ROADM장치는 차세대 백본(Back-Bone)전송망의 핵심 장비로 떠오르고 있습니다2023년 3월 전년 동기보다 연결 기준 매출액은 1.3%감소, 영업 손실은 1.4%감소, 당기 순손실은 57.8%감소했습니다.전방 산업 투자 부진으로 외형 성장이 침체하고 있는 가운데 주요 원자재 가격 상승으로 매출 원가율은 소폭 상승했습니다.이로써 영업 손실 및 순손실을 보였고 적자를 계속.향후, 양자 암호 기술이 도입된 ROADM, PTN, POTN장비는 기존 장비 대비 높은 단가로 수익성에도 긍정적이라고 기대됩니다.보안주(정보)컴퓨터 또는 네트워크 상의 정보의 훼손, 변조, 유출 등을 방지하기 위한 보안 제품 및 서비스를 제공하는 기업입니다.안티 바이러스, 안티 스팸 등의 소프트웨어 기업과 방화벽(Firewall), 침입 검지 시스템(IDS), 가상 사설망(VPN)등의 하드웨어 기업으로 분류할 수 있습니다.주로 IT경기와 밀접한 관련이 있지만 DDoS공격 등의 보안 사고에 의해서도 관련 주식의 주가가 일시적으로 영향을 받을 수 있습니다.한국 정보 인증(053300)이다 우키움글ー프 계열의 국내 최초의 공인 인증 사업자입니다.최대 주주는 다우 기술 외(49.83%)입니다.국내 법인 범용 공인 인증서 1위 업체에서 개인 및 법인용 공인 인증 사업, PKI솔루션(보안 툴 키트 등)의 개발 및 판매, SSL(웹 보안 서버)등을 짓고 있습니다.신규 사업으로 생체 인증 서비스 사업을 진행하면서 삼성 페이에 지문 인증 서비스를 제공하고 있습니다.21년 9월-OTP개발 및 공급자 미래 테크놀로지를 흡수 합병.한국 정보 인증은 사이버 보안 업계 1위 기업인 SK실드와 함께 제1금융권의 업무 시스템 2차 인증 고도화 사업에 나서고 있습니다.이 과정에서 모바일 양자 OTP의 적용에 성공하고 관련 주식에 분류되었습니다.해당 모바일 양자 OTP는 양자 난수 생성(QRNG)기술이 적용되어 생체 인증 및 일회용 비밀 번호를 생성할 때 무작위 난수를 생성합니다.