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Do not be afraid to fail. Be afraid not to try. Pain is temporary, suck is forever. Keep it small and simple.

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양자컴퓨터 나오면 정말 모든 암호화는 무용지물 되나?? by 미친병아리

양자역학을 이용해서 양자컴퓨터를 개발 중 이라고 합니다.
현재의 컴퓨터 보다 속도가 만 배, 십만 배 이상 빨라진다는데 정말 가능한가?


비트는 0 또는 1 둘 중 하나의 상태만을 가질 수 있지만, 큐비트는 무수히 많은 중첩 상태를 가질 수 있다

요즘의 컴퓨터는 하나의 CPU 안에 50억개의 트랜지스터를 집적
트랜지스터를 많이 넣을 수록 빨라짐, 0과 1의 이진법으로 처리

양자컴퓨터는 비트 대신 큐비트 사용 - 양자 중첩 - 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있음

8비트 - 256개의 조합 중 하나만 선택해 계산
8큐비트 - 0과 1을 값을 동시에 가지고 한번에 256개를 계산

뭐 그렇다고 하는데, 글과 그림 만으로는 어째서 8큐비트가 훨씬 더 많은 정보를 처리할 수 있는지 머리에 잘 그려지질 않습니다. 2차원의 세계를 벗어나는 것 같고, 제 머리가 딸리나 봅니다.

아무튼, 8큐비트는 8비트에 비해서 어마무시하게 많은 정보를 동시에 처리 한답니다.




일상생활에는 별로 필요가 없음

큐비트가 많아지면, 양자 중첩 상태를 유지하기 힘들어짐 - 오류가 발생할 가능성이 높아짐
- 절대0도, -273도를 유지해야 함
- 진공상태, 초전도 상태 유지해야 함
- 방음장비, 차진설비 등 필요함

일반인이 사용하기 힘들고, 연구소나 군사기지 등에서 사용되는 슈퍼컴퓨터 같은 존재가 될 것

결국 한동안은 개인이 사용할 수 있는 양자 컴퓨터는 존재할 수 없을 것으로 보입니다.

1943년부터 만들기 시작한 최초의 컴퓨터 에니악이 1946년에 완성이 되었고, 애플2가 1977년에, IBM PC가 1981년에 나왔지만, 대중화 된 것은 1990년대라고 봐야 한다면 40년 후에나 일반인이 구매해 볼만한 가격이 되었다고 볼 수 있는데

양자컴퓨터는 초전도 상태에 진공 유지, 방음 및 차진설비 까지 갖추려면.. 음.. 과연 대중화 될 수가 있기는 할지 의심스럽습니다.

진동을 막는데 얼마나 많은 비용이 들어가느냐를 볼려면 진동과 방을을 할 수 있는 드럼 부스를 만드는데 돈이 얼마나 드는지 보면 될 것 같습니다. 드럼 장비 내 방에 두는데, 진동 (베이스 드럼 때문에)과 방음을 갖춘 부스를 만들려면 요즘도 천만원대 비용이 들어갈 겁니다.




2001년 IBM 원자핵스핀 7개
2011년 디웨이브 128큐비트, 2013년 512큐비트의 양자컴퓨터 출시
- 나사, 구글, 록히드마틴 여러 회사들이 몇백억에 구매
- 사실은 양자 컴퓨터가 아니라는 주장, 걷으로만 양자컴퓨터인척 구라다 (계산속도가 빠르지 않더라)

양자컴퓨터는 개발이 불가능하다는 인식이 퍼져 있던 가운데, 현재는 IBM과 구글의 양강구도
- 2017년 IBM 49큐비트 - IBM Q 시뮬레이션 성공 - 컴퓨터를 보여주지도 못하면서 구글은 구라치지 말라
- 2018년 구글 72큐비트 - 브리슬콘 발표 - 논문을 까봐라, 그 컴퓨터가 이론적으로 증명 가능하냐

양자컴퓨터가 상용화 되는 시기는 빠르면 10년 이내로 예상

우리나라 기상청이나 국방부에서, 혹은 카이스트 같은 대학 연구소에서 하나 도입하는데 10년 후에나 가능한거면 약간 아주 먼나라 이야기 같이 들립니다.



10년 후에나 완성이 될 것 같은 양자 컴퓨터가 왜 벌써부터 그럼 이난리인 건가?
만들어지면, 아래와 같은 일들이 벌어질 수 있기 때문에 서로 먼저 만드려고 난리라고 합니다.

슈퍼컴퓨터로 1만년 걸리는 문제를
양자컴퓨터는 200초면 풀 수 있다
- 양자컴퓨터가 등장하면, 기존 암호화 체계는 모두 무용지물

양자암호가 상용화 되면 세상 모든 암호는 절대 풀 수 없을지도 모릅니다
양자상태에서 비밀키를 만들어내면 절대로 알아낼 수 없음
- 복제불가의 원리 : 양자채널을 통해 중첩상태의 광자를 주고 받는데, 양자영역에서는 원래의 양자상태와 똑같은 상태를 만들어 낼 수 없다
- 측정불가의 원리 : 중첩되어 있는 광자를 측정하는 순간, 매번 다르게 측정됨
- 도청들킴의 원리 : 중첩된 양자는 측정 당할 때, 메시지가 변형, 도청자가 있다는 사실을 도청 즉시 알아낼 수 있고 발빠른 대처가 가능함

중국 : 2016년 세계 최초로 양자암호 통신용 위성 발사



그런데 양자암호는 기존 컴퓨터에서도 사용이 가능한가?

위의 이야기를 듣고 있자면 양자암호화는 양자컴퓨터에서만 동작 할 것 같은데 일반 컴퓨터에서도 사용할 수 있는 암호화 방식이 나와야 하는건 아닌지

다른 시스템은 양자컴퓨터로 다 뚫어 버리면서, 양자컴퓨터만 양자암호화로 보호하는 건가??

결국 국가 단위의 중요한 컴퓨터들은 얼른 양자컴퓨터로 옮기지 않으면, 디지털 전쟁에서 난리가 나겠네요. 일반인들은 먼나라 이야기 같지만, 국가 안보차원에서는 기술 확보가 아주 중요한 위기관리가 될 가능성이 높아 보입니다.

이란 핵시설을 마비 시켜버린 전설적인 컴퓨터 바이러스가 있었는데, 이란 핵시설을 위해 특수 제작된 것으로 보였고, 아마도 이스라엘의 모사드에서 매우 정교하게 만들었을 것이라고 의심을 받았지만 증거는 전혀 찾아내지 못한 사건이 있었습니다.

앞으로는 양자컴퓨터를 얼마나 많이 보유하고 있느냐가, 국가 주요 전산망을 보호할 수 있느냐의 관건이 될 수도 있을 것 같습니다.
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