미 육군, 장거리 양자 무선통신 시험중

미 육군은 '리드버그 테크놀로지스(Rydberg Technologies)'라는 스타트업과 협력해 세계 최초로 원자 양자 수신기를 이용한 장거리 무선 통신을 달성했다고 3일(현지시간) 밝혔다. 이는 새로운 방해나 해커 방지 통신에 큰 도움이 될 수 있는 돌파구다.

양자 센서란 무엇인가? 전자기장의 아주 작은 변화에 일반적인 것보다 훨씬 더 민감하고, 아주 적은 에너지를 사용하는 수신기 또는 안테나이다. 그들이 어떻게 그렇게 민감할까? 2018년 논문에서 라이더버그 테크놀로지스의 CEO 데이브 앤더슨이 설명하듯이, 핵심은 라이더버그 원자인데, 이들은 매우 여기된 전자를 가진 세슘 원자이며, 전자와 핵 사이의 큰 거리를 반영하여 높은 양자수를 부여한다. 그 거리는 원자들에게 전자기장의 미세한 변화에 매우 민감한 반응을 제공한다. 그 반응은 결국 일반 안테나로 달성할 수 있는 것 이상으로 전파를 감지하는 데 활용될 수 있다.

이러한 센서는 종래의 안테나보다 더 넓은 다양한 파장을 검출하기 위한 것과 같은 많은 목적으로 사용될 수 있고, 전자기 교란에 덜 민감할 것이다.

미 국방부는 매우 효과적인 전자기 전쟁 능력을 가진 적들이 직면할 미래를 내다보고 있기 때문에, 이것이 핵심적인 군사적 관심사이다. 양자 센서는 부대원들이 드론이나 첨단 통신 장비를 휴대하는 군인들을 발견하기 어렵게 해줄 수 있지만, 심지어 암호화된 장비도 발견할 수 있게 해줄 수 있다. 이것은 또한 부대원들이 심한 전자기 간섭 속에서도 드론, 제트기, 배, 위성 및 군인들 사이에서 통신할 수 있는 범위 내에서 새로운 주머니를 찾는 데 도움을 줄 수 있다.

이번 시연은 육군이 최근 실시한 NetModX 현장 실험에서 이뤄졌다. 앤더슨은 디펜스 원에 보낸 이메일에서 "장거리 신호 전송에서 이 기술을 처음으로 시연한 것"이라고 밝혔다.

앤더슨은 "시연 결과에 대한 자세한 내용은 밝힐 수 없지만, ARx[원자안테나 수신기]는 1km가 넘는 거리에서 [무선 주파수] 신호 수신과 무선 통신을 달성했다. 이는 실용적이지도 않고 근본적인 한계도 아니다"라고 덧붙였다.

"광범위한 배치를 위해 이 시스템들을 더 소형화하고 견고하게 하기 위해 해야 할 일이 있습니다. 연구와 실험을 위한 다음 단계는 원자와 빛의 기본적인 능력에 대한 추진을 포함합니다. 우리는 아직 기본적인 양자적 한계와는 거리가 멀었습니다"라고 그는 말했습니다.

이 작업은 국방 혁신 부대에 의해 부분적으로 자금이 지원되었다.