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4차산업혁명과 미래사회전망

양자컴퓨터, 핵무기급 파급력 가졌나?


양자컴퓨터, 안녕? 요즘 네 이름이 심심찮게 들리던데,
너는 양자로 들인 컴퓨터 뭐 그러거니?

양자컴퓨터 : 뭐라고? 양자를 수양아들 뭐 그런거로 알아들은 거야?
정말 무식이 하늘을 찌르는구나~ 자, 잘 들어보렴...
양자란, 에너지를 가진 최소 단위를 말해.

음... 그렇구나~ 양자에 대해 더 쉽게 설명해줘봐봐...



양자컴퓨터 : 빛을 예를 들어 볼께. 빛은 파동이기도 하지만 무수빛알갱이로 이루어져 있지. 이 빛알갱이를 빛양자나 광양자 혹은 광자라고 부른단다~ 그러니까 양자란, 물체를 이루는 최소단위를 말한단다.

그리고 양자역학이란 이 양자들이 힘을 받으면 어떤 운동을 하는지 밝히는 학문이란다. 그러니까 양자역학은 원자 단위의 세계에서 벌어지는 일들, 즉 원자의 구성요소인 전자나 양성자 그리고 중성자들이 힘이나 열을 받으면 어떻게 되나를 연구하는 학문이야. 이 양자역학은  반도체산업과 컴퓨터 발달에 크게 기여해왔단다.

그렇담 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터와는 어떻게 달라?


양자컴퓨터 : 기존의 컴퓨터는 0과 1로 표시되는 비트(bit) 단위로서 순차적으로 정보를 처리했지만, 양자컴퓨터는 0과 1을 동시에 처리해 표시하지. 이것을 큐비트라고 하는데, 큐비트 4개는 2의 4제곱인 16개의 정보를 동시에 처리하기 때문에 큐비트가 늘어날수록 연산속도는 기하급수적으로 빨라져. 이것은 양자의  "중첩, 얽힘, 결맞음" 이라는 특성을 활용하기 때문이지.



양자컴퓨터가 개발되면 어떻게 달라질까?

양자컴퓨터 : 엄청난 연산속도와 양을 처리하므로 이론적으로는 슈퍼컴퓨터가 100만년 걸릴 계산을 양자컴퓨터는 하루 만에 끝낼 수 있어.  특히 인공지능분야를 주목하고 있단다. 구글은 양자컴퓨터를 인공지능에 적용하면 큰 혁신을 이룰것이라 내다보고 있어. 인공지능 발전은 다시 자울주행차에도 큰 영향을 끼치고 말야.

양자컴퓨터는 현재의 암호기술을 무용지물로 만들 수 있어. 현재 널리 쓰이는 공개키 암호화(RSA)는 지금의 기술로는 수백년이 걸리지만 양자컴퓨터로는 몇 분만에 풀 수 있어. 반대로 양자암호통신은 해킹이 불가능해. 해킹해도 양자의 특성상 정보가 망가지거든.


와~  양자암호통신, 그거 진짜 대단하네..  근데 실제 성공한 나라가 있어?

양자컴퓨터 : 응. 미국은 1998년 1km거리의 양자암호통신에 성공했고 2002년에는 10km를 늘려 성공했단다. 미국, 영국, 중국, 일본, 캐나다 심지어 북한조차도 이 양자암호기술에 엄청 투자하고 있다고 해. 중국은 몇 달전 세계 최초로 양자통신위성을 쏘아올렸고 미국과 구글도 이미 양자컴퓨터 제작에 성공했어. 미국은 2008년부터 매년 수조원씩 투자하고 있는데 한국은 올 2월 처음으로 33억의 개발 예산을 책정했대.  아직은 연구환경조차 열악하다는 얘기가 들리네...

어찌됐건 양자컴퓨터 개발로 인공지능 발전이 비약적으로 이뤄질 가능성이 있고 양자암호통신으로 기존의 암호가 무력화될 수 있다니 우리도 여기에 주목해야 하지 않을까?