양자 컴퓨팅은 기존 컴퓨팅 시스템으로는 해결할 수 없었던 스케줄링, 경로 설정, 재고 관리 등 수많은 난제 최적화 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 바로 이러한 능력이 오늘날 널리 사용되는 공개 키 암호화 알고리즘에 심각한 위협이 될 수 있습니다.
양자 컴퓨팅 시대(Q-Day)가 도래하기 전에 네트워크는 양자 준비 상태와 양자 보안을 모두 확보해야 합니다.
네트워크는 이 두 가지를 모두 달성해야 합니다.양자 준비 상태그리고양자 보안양자 컴퓨팅 시대가 도래하기 전(Q-Day).
기존 네트워크 vs. 양자 네트워크
기존 네트워크
기존 네트워크는 일상생활 곳곳에 존재합니다. 스위치와 라우터는 구리 케이블과 광섬유를 통해 데이터를 전송하며, 신호가 불완전하더라도 지속적인 트래픽 처리를 가능하게 하는 프로토콜을 사용합니다. 애플리케이션이 허용 가능한 지연 시간 내에 필요한 데이터를 검색할 수 있다면, 모든 신호의 정확한 상태를 유지할 필요 없이 기존 네트워크는 정상적으로 작동하는 것으로 간주됩니다. 이러한 네트워크에서 데이터는 기존의 비트 단위로 표현됩니다. 잡음이나 신호 감쇠로 인한 비트 왜곡 또는 손실은 일반적으로 오류 수정 및 재전송 메커니즘을 통해 해결됩니다.
양자 네트워크
양자 시스템은 매우 미묘한 양자 상태에 존재하는 양자 비트(큐비트)에 정보를 인코딩, 저장 및 처리합니다. 아주 작은 교란조차도 양자 네트워크를 마비시킬 수 있으므로 전송 링크에 최고 수준의 충실도(초고품질)가 요구됩니다. 이러한 엄격한 품질 요구 조건 덕분에 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터로는 해결할 수 없는 복잡한 문제를 처리할 수 있습니다. 양자 역학의 법칙을 활용하는 양자 컴퓨팅은 방대한 변수와 상충되는 제약 조건을 특징으로 하는 정교한 문제들을 해결합니다.
양자 네트워크 설계를 위한 실질적인 고려 사항
고충실도 큐비트와 저잡음 전송 채널에 대한 수요 증가로 양자 네트워크 개발의 초점은 네트워크를 통한 종단 간 전송 과정에서 양자 정보의 무결성을 보존하는 데 맞춰지고 있습니다. 아래는 양자 네트워크 구축을 위한 핵심 요구 사항입니다.
1. 초저손실 링크 설계
양자 시스템 간의 상호 연결을 가능하게 하는 물리적 네트워크는 신호 손실을 최소화하고 우수한 광학 성능을 갖춘 링크를 필요로 합니다. 이러한 기준을 충족하려면 표준 생산 등급 네트워크보다 훨씬 정교한 광섬유 설계가 필요하며, 특수 유리 조성물이나 중공 코어 광섬유 등이 그 예입니다. 이러한 고급 광섬유는 신호 감쇠를 줄이고 장거리 전송 중 양자 정보를 더욱 효과적으로 보존합니다.
2. 양자 트래픽을 위한 전용 데이터 경로
예측 가능한 성능을 위해서는 양자 트래픽 전용의 격리된 전송 경로가 필수적입니다. 한 가지 효과적인 접근 방식은 백업이나 스토리지 트래픽을 위해 별도의 물리적 네트워크를 구축하는 것처럼, 양자 데이터 전용의 독립적인 물리적 네트워크를 구축하는 것입니다. 이러한 아키텍처에서는 서버와 양자 시스템에 이중 네트워크 포트가 장착됩니다. 이를 통해 기존 운영 네트워크의 모든 구성 요소를 전면적으로 개편하지 않고도 양자 트래픽에 최적화된 네트워크를 구축할 수 있습니다.
3. 양자 신호 경로의 종단 간 확장
양자 네트워킹은 두 계층으로 구성됩니다. 하나는 건물 간 또는 도시 전체에 걸쳐 분산된 양자 시스템을 상호 연결하는 계층이고, 다른 하나는 개별 양자 장치 내부의 신호 라우팅 계층입니다. 제어 스택은 외부의 기존 네트워크와 양자 처리 장치(QPU) 사이에 위치하여 기존 네트워크 트래픽을 수신하고, 양자 연산을 조율하며, 무선 주파수(RF) 케이블을 통해 QPU와 인터페이스합니다.
양자 컴퓨터 내부에서 이러한 RF 케이블은 극저온 냉각실(크라이오스탯)로 연결됩니다. 크라이오스탯 내부는 거의 진공 상태로 진공 배기되고 우주보다 더 낮은 온도로 냉각됩니다. 신호는 크라이오스탯을 빠져나와 제어 스택을 거쳐 원격 양자 시스템을 연결하는 광섬유 링크로 전달됩니다. 이 전체 신호 경로의 모든 구간은 양자 정보를 안정적으로 전송하기 위해 특수 엔지니어링이 필요합니다. 중요한 엔지니어링 과제 중 하나는 서로 다른 환경 간의 원활한 케이블 전환입니다. 즉, 표준 상온 RF 케이블에서 극저온 및 거의 진공 상태의 작동 조건에 적합한 맞춤형 배선으로의 전환이 중요합니다.
양자 시대를 위한 미래 지향적인 네트워크
양자 네트워크는 데이터 전송, 사이버 보안 및 정보 활용에 획기적인 패러다임을 제시하며 기업과 기관에 전례 없는 기회를 열어줍니다. 오늘날 양자 네트워킹과 양자 후 사이버 보안을 탐구하기 시작하는 조직은 향후 수십 년 동안 양자 시스템을 원활하게 통합하고 장기적인 기밀 데이터를 보호하는 데 있어 결정적인 우위를 확보하게 될 것입니다.
벨든당사는 새롭게 부상하는 양자 기술과 이러한 기술이 기존 네트워크 및 운영 시스템에 미치는 영향을 적극적으로 평가하고 있습니다. 글로벌 양자 생태계와 지속적인 소통을 유지하고, 업계 동료 및 전문 기관과 협력하며, 내부 연구 개발 이니셔티브를 추진하여 당사 팀과 고객이 양자 환경에 대비하고 양자 보안이 확보된 인프라를 구축하는 데 필요한 요건을 완벽하게 이해할 수 있도록 지원합니다.
당사는 포괄적인 엔드투엔드 연결 솔루션 포트폴리오를 바탕으로 양자 기술이 주류 상용 운영으로 전환됨에 따라 지속적인 진화가 가능한 미래 지향적인 네트워크를 구축할 수 있도록 고객을 지원할 준비가 되어 있습니다.
게시 시간: 2026년 6월 11일