5G 이어 '6G 핵심' 양자 기술 힘주는 통신 3사

[S리포트-통신업계 지각변동] ② 통신 3사, 양자통신시대 연다

[편집자주] SK텔레콤·KT·LG유플러스는 분기 합산 영업이익 1조원 회복에도 통신 사업의 성장 둔화세에 웃을 수 없는 상황에 놓였다. 미래 먹거리로 삼은 인공지능(AI) 역량을 강화하고 6G 기술 경쟁력을 높이기 위해 고군분투하지만 쉽지 않다. 은행들마저 알뜰폰시장에 뛰어들어 국내 통신 시장에는 긴장감마저 돈다.

퀀텀코리아 2023에서 양자 컴퓨터를 둘러보는 관람객들의 모습. /사진=뉴스1

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▶글쓰는 순서
▲수익성 방어 통했다… 통신 3사 1분기 영업이익 '1조원' 회복하나
▲5G 이어 '6G 핵심' 양자 기술 힘주는 통신 3사
▲제4통신사에 금융권 알뜰폰까지… 요동치는 통신업계

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SK텔레콤·KT·LG유플러스 등 국내 이동통신 3사가 인공지능(AI) 등 미래 먹거리 발굴과 함께 양자(퀀텀) 시장 공략을 가속화 하고 있다. 이들은 양자를 AI의 뒤를 잇는 게임체인저 기술로 보고 있다. 국내외 양자 선도기업들과 협력하는 등 양자 산업의 경쟁력을 강화해 6G(6세대 이동통신) 상용화에도 속도를 낼 계획이다.

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6G 게임체인저 '양자'

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/그래픽=강지호 기자

더 이상 나눌 수 없는 에너지의 최소 단위를 뜻하는 양자 기술은 6G 핵심 기술로 꼽힌다. 위성으로 운용돼 기존 유선 방식의 통신보다 불안정할 수 있는 6G의 속도를 보장하고 보안성을 끌어 올려줄 수 있다는 강점 때문이다.

양자 기술은 얽히고 중첩되는 양자의 특성을 활용해 초고속 연산(양자컴퓨팅)과 통신 등이 가능하다. 이중 양자 컴퓨팅은 현재 일반 컴퓨터보다 30조배 이상 빠른 연산을 할 수 있다. 양자암호통신은 신호를 받는 송·수신자가 양자 암호키 분배기(QKD)를 통해 암호키를 직접 결정할 수 있어 신호를 가로채도 정보유출 위험이 없다.

한국지능정보사회진흥원(NIA)이 올해 초 발간한 '2023 양자정보기술 백서'에 따르면 지난해 전 세계 양자정보기술 시장 규모는 25조9024억원이다. 시장은 연평균 29.2%의 성장을 지속해 2030년엔 155조5112억원으로 확대될 전망이다. 국내 시장은 2023년 2635억원에서 연평균 29.6%의 성장률로 2030년 1조6176억원으로 증가할 것으로 예측된다.

정부도 2035년까지 대한민국 양자과학 기술 전략 통해 3조원 투자 계획을 밝혔다. 이는 지난 5년간 투자액(2761억원)의 열배 이상이다. 지난해 기준 세계 10위(1.8%)에 불과한 세계 양자 시장 점유율을 4위 수준인 10%까지 끌어올린다는 계획이다.

지난 25일 열린 국가과학기술자문회의 전원회의에서는 미래 산업의 3대 게임 체인저 기술로 떠오른 AI·반도체, 첨단바이오, 양자 분야에 대한 집중 투자와 전략적 협력 등을 통해 2030년까지 '글로벌 3대 국가'로 도약을 선언했다. 2030년까지 양자과학기술 수준을 현재 미국의 65%에서 80% 이상으로 올리고 양자기술 공급·활용 업체를 2022년 80개에서 500개까지 확대할 방침이다.

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통신3사 양자기술 확보 경쟁

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KT 연구원들이 하이브리드형 양자 보안망을 테스트하는 모습. /사진=KT

각국 정부와 주요 기업들의 양자기술 관련 투자가 본격화하면서 국내 이통 3사도 연합전선을 구축하는 등 경쟁력 강화에 나섰다.
LG유플러스는 최근 서울대 전기·정보공학부 이경한 교수 연구팀과 '미래 양자통신 백서'를 발간하고 양자통신 기술동향 및 발전 방향 등을 소개했다.

백서는 양자컴퓨팅, 양자센싱 등 양자기술의 활용처가 확대될수록 양자통신의 수요도 늘어날 것으로 전망한다. 특히 현재의 컴퓨팅으로는 처리하기 어려운 초거대 AI 모델을 효율적으로 다룰 수 있게 된다. 화학공학, 물류, 금융분야에서도 큰 변화를 불러올 것으로 관측된다. 앞서 2022년 4월에는 통신3사 중 최초로 양자컴퓨터의 해킹 위협에 대응이 가능한 양자내성암호 전용회선서비스를 출시한 바 있다.

SK텔레콤은 최근 서울대학교 산학협력단과 '양자 기술 분야 공동 연구개발 및 전문 인력 양성'을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 향후 양 기관은 양자 암호 통신·양자 센싱·양자 컴퓨터 등 양자 분야 핵심 요소기술에 대한 공동연구 개발에 돌입할 예정이며 개발된 기술의 상용화 방안도 함께 논의하게 된다.

지난달엔 국내 양자산업 생태계 발전과 글로벌 시장 공략을 위해 양자 대표 기업들 7개사가 참여하는 '퀀텀 얼라이언스'를 설립했다. 이들은 공동 투자 등을 추진하면서 회원사가 보유한 양자 기술과 솔루션을 활용해 신규 시장을 개척하는 등 사업 기회를 발굴하기로 했다.

SK브로드밴드는 업계 최초로 양자보안기술을 활용한 '드론 4K 영상' 실시간 전송에 성공했다. 회사는 4K 암호화 영상을 실시간 전송하는 실증 작업을 통해 데이터 해킹 위험 감소를 확인했다. 이밖에도 SKB는 지난해 7월부터 국내 최초로 양자키분배(QKD)와 양자내성암호(PQC), 두 양자보안기술의 장점을 활용한 맞춤형 전용회선 서비스도 제공하고 있다.

KT는 '하이브리드형 양자 보안망'을 신한은행 내부에 임시로 구축하고 그 성능을 검증했다. 이 통신망은 서울 중구 신한은행 본점과 강남구 신한은행 강남 별관을 연결한다. QKD로 물리적 회선의 도청 시도를 원천 차단하고 PQC로 소프트웨어를 보호하는 구조다. 전달한 데이터가 10마이크로초(μs·10만분의 1초) 이내로 암호화됐으며 접속 수십만 건 중 단 1건의 오류도 발생하지 않아 속도와 보안 모두 잡는 기술이란 평가다.

이재현 기자 jhyunee@mt.co.kr