최근 구글에서 공개한 양자 컴퓨터로 인해 비트코인이 위협을 받을 수 있다는 소식이 나오면서 이슈가 되고 있는데요. 그럼 이번에는 양자컴퓨터란 무엇이고, 왜 비트코인을 위협한다고 하는지 그 이유에 대해 함께 알아보도록 하겠습니다. 바로 보시죠.
양자 컴퓨터란?
양자 컴퓨터를 이해하기 위해서는 먼저 기존 컴퓨터 작동 방식에 대해 이해해야 합니다. 우리가 현재 사용하는 일반 컴퓨터는 기본적으로 모든 정보를 0과 1로 이진법 처리를 하는 기계입니다. 다시 말해, 일반 컴퓨터는 어떤한 정보를 보든 0 아니면 1로 직관적으로 처리한다고 할 수 있고, 이는 현존하는 최고의 컴퓨터라고 불리는 슈퍼 컴퓨터도 마찬가지죠. 그리고 이렇게 0과 1 중 하나의 값만 표현하는 것을 ‘비트(bit)’라고 부릅니다.
그에 반해 양자 컴퓨터는 어떤한 정보를 0 혹은 1로 보고, 복합적으로 동시에 분석하고 처리하는 기계라고 할 수 있습니다. 즉, 양자 컴퓨터도 0과 1을 가지고 계산하는 것은 동일하지만, 0과 1일 번갈아 가며 하나씩 처리할 수 밖에 없는 기존 컴퓨터와 다르게 0과 1을 동시에 처리할 수 있기 때문에 정보 처리 속도가 혁신적으로 빨라지는 컴퓨터인 것이죠. 그리고 이를 ‘양자 비트’라고 따로 구분해서 ‘퀀텀 비트(quantum bit)’라고 하고, 이를 줄여서 ‘큐비트(qubit)’라고 부르고 있습니다.
- 예를 들어 기존 컴퓨터는 100개의 정보 중 1개의 정보를 찾으려면 하나 하나 들여다 봐야 했지만, 양자 컴퓨터는 100개의 정보를 한번에 들여다 봄으로써 1개의 정보를 단번에 찾을 수 있게 된 것입니다..
주목 받은 이유
최근 구글에서는 새로운 퀀텀 칩인 ‘윌로우(Willow)’를 공개했는데요. 이 칩을 활용하면 현존하는 컴퓨터 중 가장 빠른 슈퍼 컴퓨터로도 10조 년이나 걸릴 문제를 단 5분 만에 해결할 수 있는 칩이라 밝혔습니다. 이에 안 그래도 점차 관심도가 높아지고 있던 양자 컴퓨터가 더 큰 주목을 받게 되었죠. 또한 구글은 큐비트(qubit)를 높일 수록 오히려 오류가 줄어들고, 더욱 안정적인 상태를 나타냈다고 발표해 새로운 패러다임을 구축했다는 말도 나오고 있습니다. 특히 양자 컴퓨터의 문제점으로 꼽혔던 오류 문제를 해결했다고 밝혀 전문가들 사이에서도 획기적인 발전을 이룬 결과라고 입을 모으고 있습니다.
- 참고로 구글의 양자 컴퓨터는 초전도 큐비트 방식을 사용하고 있어서 ‘초전도 양자 컴퓨터’라고도 부르기도 합니다.
- 초전도체란? 특정 온도 이하(약 영하 273도)에서 전기 저항이 0에 가까워지는 물질을 의미합니다.
비트코인을 위협하는 이유
여러분이 아시는 것처럼 비트코인은 기본적으로 블록체인 기술을 기반으로 하는데요. 이 블록체인은 정보(데어터)를 분산 저장해서 조작, 변경, 변형 등을 할 수 없도록 공개된 안전한 장부라고 할 수 있습니다. 즉, 블록체인 기술도 결국은 정보의 이동이 발생하고, 이 때 조작을 막기 위해 암호화 작업이 이루어지는 것인데요. 현재까지는 이 수 많은 암호화 블록이 절대 풀리지 않을거라는 믿음이 있었던 것이죠. 그런데 10조 년 이상의 문제도 단숨에 해결하는 양자 컴퓨터가 공개되면서, 만약 양자 컴퓨터가 더욱 발전한다면 블록체인 암호화 뿐만 아니라 현재 우리가 사용하는 모든 컴퓨터의 암호 체계를 풀 수 있기 때문에 불안감이 형성된 것입니다.
다만 지금의 양자 컴퓨터가 이 정도의 수준을 갖고 상용화 되기 까지는 더욱 많은 시간이 필요할 것이라고 보고 있는데요. 실제 최근 발표한 구글의 월로우도 약 100개의 큐비트 밖에 되지 않았고, 비트코인이나 기존 컴퓨터의 암호를 해독을 하려면 수백만개(약 400만개)의 큐비트가 더 필요하다고 보고 있기 때문이죠.
상용화는 언제 될까?
양자 컴퓨터에 처음 관심을 가지게 된 것은 2019년 공개된 구글의 논문 때문입니다. 이때 구글은 53비트 양자 컴퓨터 ‘시커모어(sycamore)’ 공개했는데요. 이때는 기존 컴퓨터로 1만 년 걸릴 계산을 불과 200초(3분 20초)만에 끝냈다고 발표했죠. 그리고 최근 구글은 약 2배 가량 성능이 향상 된 윌로우(willow)를 공개하면서, 앞으로 약 5~10년 내에 상용화 될 수 있다고 발표했습니다. 이에 전문가들은 말도 안된다고 입을 모으고 있긴 하지만, AI 기술이 갑자기 상용화 된 것처럼 절대 불가능한 일은 아니라고 볼 수도 있겠습니다.
한국 양자 기술 수준은?
한국에서 본격적으로 양자 기술 연구를 시작한 건 약 21세기 초(약 2000년대 중반)로 알려져 있습니다. 그리고 현재 양자 컴퓨터를 만들 긴 했는데요. 다만 5개 큐비트 수준 밖에 되지 않습니다. 앞서 구글의 큐비트 수준을 보면 사실상 뒤쳐져 있다고 볼 수 밖에 없는데요. 이에 한국은 큐비트 양을 늘리기 위한 연구도 지속하면서, 특히 품질의 수준을 높이기 위한 노력을 하고 있다고 합니다. 즉, 더욱 고품질의 양자 컴퓨터를 만들기 위해 연구하고 있다는 것인데요. 고품질의 양자란 같은 큐비트 수준에서 더 오랜 시간 양자 상태를 유지하는 것을 의미합니다. 실제 같은 큐비트에서는 구글의 양자 컴퓨터 보다 더 오랜 시간 양자 상태를 유지하는 수준을 만들어 냈다고 하네요.
※ 끝맺음
지금까지 양자 컴퓨터란 무엇이고, 왜 비트코인을 위협하는지 알아보았는데요. 실제 양자 컴퓨터가 상용화 되면 고도의 기술 개발이나 신약 개발 등 많은 부분에서 획기적인 변화가 일어날 수 있고, 우리의 삶을 크게 바꿀 수 있다고 하니 앞으로도 계속 관심을 가지고 지켜봐야 할 듯 합니다.
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