레이저 빛 속의 메시지를 숨기는 시간 망토

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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-08
물체보다는 사건을 숨기는 ‘시간 망토(time cloak)’는 빛의 묘기를 통해서 비밀 메시지를 숨길 수 있으며, 그 결과 예정된 수신자 이외의 모든 사람들에게는 정보가 보이지 않게 만들 수 있다. 보통의 시야에서 뭔가를 사라지게 만드는 투명망토와 비슷하게, 시간망토는 시간적으로 사건을 사라지게 만든다. 시간망토는 광섬유를 따라서 진행하는 빛을 조작하는 방식으로 작동한다. 길을 따라 속력을 내고 있던 자동차 행렬이 일제히 속력을 줄여 보행자들이 안전하게 길을 건널 일시적인 통로를 만드는 상황을 상상해보자. 보행자가 앞에서 길을 건널 수 있도록 한 자동차들이 다시 속력을 높여 교통흐름에 합류하면, 어느 누구도 흐름에 틈이 있었다고는 말할 수 없다. 보행자의 존재가 감춰진 것이다. 광자의 경로에도 똑같은 방식으로 정보를 안전하게 숨길 수 있는 짧은 틈을 만들 수 있다. 작년에 퍼듀대(Purdue University) 연구팀은 이론적으로 실제 통신에 유용할 정도로 충분히 빠른 1.5 Gbps 속도로 숨겨진 데이터를 전송할 수 있는 망토를 제작한 바 있다. 유일한 문제는 메시지가 너무 잘 숨겨져서 아무도 그 메시지를 실제로 읽을 수 없다는 점이었다. 그 문제가 이번에 해결되었다. “새 장치를 이용하면, 망토를 누군가가 정보를 얻지 못하게 막는 수단으로만 고려할 뿐만 아니라, 통신을 위한 수단으로도 생각할 수 있다. 한 사람은 아무것도 보지 못하지만, 나머지 한 사람은 모든 것을 볼 수 있다”고 퍼듀대 전기공학자 조셉 루켄스(Joseph Lukens)는 말했다. 루켄스와 동료들은 서로 다른 주파수에 맞춰진 레이저들을 이용하여 2개의 서로 다른 통신 채널을 만들었다. 한 채널은 보통의 주파수 채널이고 나머지 한 채널은 그것이 있는지를 모르는 한 숨겨진 상태를 유지하는 시간망토 채널이다. 각각의 레이저에서 나온 광자들은 동일한 광섬유를 따라서 진행하지만, 예정된 수신자가 숨겨진 정보를 복구하기 위해서는 올바른 채널에 맞추기만 하면 된다. 이 망토는 메시지를 전달할 뿐만 아니라, 정보를 뒤섞으려는 외부의 시도까지 성공적으로 피할 수 있다. 비슷한 장치가 언젠가는 지금의 통신 시스템들을 개선시킬 것이라고 이스라엘 발일란대(Bar-Ilan University)의 모티 프리드만(Moti Fridman)은 말했다. “점점 더 현재의 데이터 전송시스템의 한계에 가까워지고 있기 때문에, 우리는 최소의 변경으로 현재 시스템의 대역폭을 증가시킬 참신한 아이디어를 고려해야 한다. 이번 연구는 망토를 이용하는 훌륭한 사례”라고 프리드만은 말했다. * 관련논문 : Optica, DOI: 10.1364/OPTICA.1.000372 dn26627-1_300.jpg http://www.newscientist.com/article/dn26627-time-cloak-used-to-hide-messages-in-laser-light.html