양자컴퓨터는 어떤 방식으로 암호화폐를 해킹하나요?

Question

FBI가 브루트포스 방식으로 아이폰 잠금해제를 성공했다고 하는데

양자컴퓨터도 이런식으로 모든 값을 대입해서 암호화폐를 해킹하는건가요?

Answer 1

안녕하세요

양자컴퓨터와 비트코인 해킹에 대해 답변 드리겠습니다

비트코인은 널리 알려진 암호화폐다. ‘암호’ 화폐라는 이름에서 알 수 있듯 강력한 암호 시스템을 기반으로 작동한다. 이른바 블록체인이다. 그런데 양자컴퓨터가 이 체계에 위협을 가할 수 있다는 얘기가 됩니다.

보안 전문가는 “양자컴퓨터가 10년 안에 비트코인의 보안 시스템을 깨뜨릴 것”이라고 내다봤다. 구글 등 세계 주요 기업과 정부가 양자컴퓨터 개발에 총력을 기울이면서 기술혁신 속도가 빨라지면 이 기간은 더욱 단축될 수도 있습니다.

양자컴퓨터는 어떻게 이런 일을 가능하게 할까. 먼저 양자컴퓨터는 자연계에 존재하는 작은 에너지 덩어리인 양자(量子·quantum)의 특수한 성질을 이용해 연산을 수행하는 장치를 뜻한다. 양자는 한 개의 입자가 여러 속성을 동시에 가진 채(중첩) 서로 영향을 주고받는다(얽힘). 이를 이용하면 컴퓨터의 성능을 혁신적으로 개선할 수 있으며,
기존 컴퓨터에서 정보의 기본 단위인 비트는 0 아니면 1의 값을 갖는다. 그런데 양자컴퓨터의 정보 단위 큐비트(quantum bit)는 0과 1 두 개의 상태를 동시에 가질 수 있기 때문입니다.

양자역학의 특징을 소개할 때 자주 언급되는 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 사고(思考) 실험에 따르면, 보이지 않는 상자 안에 들어 있는 고양이의 생사는 상자를 열 때까지 ‘살아 있는 상태와 죽어 있는 상태가 ‘중첩’돼 있는 것’이다. 관측 시점이 돼야 비로소 이 중 하나의 상태로 확정된다. 큐비트가 0과 1 두 개의 상태를 다 갖고 있다는 것도 같은 의미다. 양자컴퓨터의 큐비트는 0인지 1인지 확정 지을 수 없는 중첩 상태로 연산을 진행한다. 이에 따라 각각의 큐비트가 표시할 수 있는 정보량이 지수함수적으로 커진다. 

예를 들어 비트 2개는 각각 0 또는 1을 의미할 뿐이지만 큐비트 2개는 00, 01, 10, 11 등 4개 값을 동시에 가질 수 있다. 큐비트가 표시할 수 있는 정보량이 3개면 8개(2의 3제곱), 4개면 16개(2의 4제곱)가 된다. 이에 따라 양자컴퓨터의 연산 속도는 큐비트 개수당 2의 n제곱배로 증가한다. 산술적으로만 따지면 큐비트가 72개인 구글의 양자컴퓨터는 2의 72제곱배 속도로 연산할 수 있는 셈이다. 큐비트 개수가 300개로 늘어나면 우주에 존재하는 원자 수보다 더 많은 양의 정보처리가 가능해집니다.