양자 컴퓨터의 랜덤 숫자 생성
연구 배경: JP모건 체이스와 퀀티늄(Quantinuum) 연구팀은 56큐빗 양자 컴퓨터를 사용하여 7만 개 이상의 인증 랜덤 비트를 생성했습니다. 이 비트는 몇 초 만에 생성되었지만, 이를 수학적으로 흉내 내려면 세계 최고 성능의 슈퍼컴퓨터 네 대가 24시간 작업해야 할 정도로 강력합니다. 연구팀은 생성된 비트의 랜덤성을 확인하기 위해 슈퍼컴퓨터를 활용했으며, 어떤 알고리즘도 관여하지 않았음을 입증했습니다.
기존 컴퓨터의 한계
예측 가능성: 전통적인 컴퓨터는 알고리즘을 통해 랜덤 숫자를 생성하지만, 이는 구조적으로 예측 가능하여 해커가 알고리즘의 패턴을 알아낼 경우 보안 시스템에 침투할 위험이 있습니다.
양자역학적 랜덤성: 양자 컴퓨터는 큐빗의 고유한 양자역학적 과정을 통해 본질적으로 무작위적인 결과를 생성합니다. 큐빗에서 발생하는 랜덤성은 관찰이 이루어지기 전까지 결정되지 않으며, 이는 자연 자체가 결정하지 않는 랜덤성에 기반합니다.
보안 혁신의 잠재력
보안 시스템 강화: 양자 컴퓨터로 생성된 진정한 랜덤 숫자는 암호화 키, 디지털 서명, 블록체인 합의 알고리즘 등 보안의 기본을 강화할 수 있습니다. 이를 통해 공정하고 조작 불가능한 시스템 운영이 가능해지며, 다양한 분야에서 보안 수준을 높일 수 있습니다.
기술적 과제: 현재 이 기술은 초기 단계로, 인증 과정을 위해 상당한 슈퍼컴퓨터 자원이 필요합니다. 그러나 퀀티늄은 접근성이 높은 인증 방식을 개발 중이며, 점차 일상적으로 활용 가능한 기술로 진화할 가능성을 보여줍니다.
결론
이번 연구는 양자 컴퓨팅이 보안 기술에서 실질적 대중 응용 가능성을 가진 첫 사례로 주목받을 수 있는 기회를 제공합니다. 전문가들은 앞으로 양자 처리 장치(QPU)를 일반 하드웨어와 결합해 보편적이고 강력한 보안 시스템이 구축되는 인터넷 생태계가 가능할 것으로 기대하고 있습니다.
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