양자 비트 오류율, 量子-誤謬率, 

Quantum Bit Error Rate, QBER

 

 

 

양자 암호 키 분배 시스템(Quantum Key Distribution system)에서 

 

암호 키(secure key)를 구성하는 전체 비트(bit)에 대한 비트 오류율(bit error rate).

양자 암호 키 분배 시스템(QKD system)에서 비트(bit)로 구성된 암호 키(secure key)는 

 

여러 가지 요인에 의하여 오류(error)가 발생한다. 이런 오류의 비율을 계산한 것이 

 

양자 비트 오류율(QBER: Quantum Bit Error Rate)이다. QBER 즉, 

 

양자 암호 키 분배 시스템(QKD 시스템)의 비트 오류율은 생성된 전체 비트에 대한 비트 오류 비율로 나타낸다.

비트 오류를 일으키는 요인은 크게 4가지다. 양자 채널(quantum channel)에서 발생하는 노이즈, 

 

광섬유(optical fiber)에서 발생하는 레일리 후방 산란 노이즈(Rayleigh Back-scattering noise), 

 

단일 광자 검출기(single photon detector)에서 발생하는 dark count noise와 after pulse noise 에다 

 

단일 광자가 잘못된 검출기에 검출될 확률을 포함한다. 단일 광자가 잘못된 검출기에 검출된다는 

 

의미는 양자 암호 키 분배 시스템(QKD system)에서 송신자(Alice)와 수신자(Bob)가 

 

동일한 기저(basis)를 사용했음에도 검출 결과가 정상적으로 발생하지 않는 경우를 말한다. 

 

이와 같은 현상이 발생하는 이유로는 광 부품 자체가 가지고 있는 성능 오차, 

 

광 부품을 제어하는 제어 신호의 오차 등에 의한 오류율 등이 있다.

 

* 일반적으로 가상의 이름을 사용해 송신부를 앨리스(Alice), 수신부를 밥(Bob), 해커를 이브(Eve)라고 부른다.

양자 암호 키 분배 시스템(QKD system)에서 양자 비트 오류율(QBER)은 생성된 

 

암호 키의 오류 비율을 보는 역할도 하지만 해커(Eve)의 존재를 알아챌 수 있는 기능을 제공한다는 데에 더 큰 의미가 있다.

 

해커(Eve)가 없을 경우 양자 비트 오류율(QBER)은 비트 오류를 일으키는 

 

요인들에 QKD system 구현 오류를 포함하여 15% 아래로 유지된다. 

 

이와 반대로 해커(Eve)가 존재할 경우 양자 비트 오류율(QBER)은 해커(Eve)가 예측하여 맞추는 

 

기저(basis)와 위상(phase) 확률을 감안하였을 때 25% 이상이 된다. 양자 암호 키 분배 시스템(QKD system)은 

 

양자 비트 오류율(QBER)이 15% 이상이 되면 송수신자에게 해커(Eve)가 있다는 알람을 울리고 

 

송수신자는 양자 암호 키를 즉시 폐기하여 안전성을 유지한다.

 

 

출처:TTA 정보통신 용어사전