퀀티넘 양자 컴퓨터, '신의 주사위'를 굴리다... 완벽한 '난수' 생성 슈퍼컴 성능 압도

양자 컴퓨터가 얽힌 큐비트(양자 비트)를 활용, 기존 슈퍼컴퓨터로는 예측할 수 없는 '진정한 난수' 생성에 성공하며 과학계의 주목을 받고 있다. 이는 양자 기술이 가진 무궁무진한 잠재력을 다시 한번 입증하는 획기적인 성과로 평가된다.


30일(현지시각) 과학 뉴스를 주로 다루는 사이언스 얼럿(ScienceAlert)에 따르면 미국과 영국의 공동 연구팀은 퀀티넘(Quantinuum)사의 56큐비트 양자 컴퓨터를 이용, 기존의 양자 우월성 실험을 통해 완벽한 난수 생성에 성공했다. 연구 결과, 생성된 난수는 물리학적으로 예측이 불가능할 정도로 완벽한 무작위성을 보였다. 이는 기존 컴퓨터로는 생성할 수 없는 '신의 주사위'와 같은 완벽한 난수를 양자 컴퓨터가 생성할 수 있음을 보여준다.

사이언스 얼럿에 따르면 퀀티넘의 사장 겸 최고경영자(CEO)인 라지브 하즈라(Rajeeb Hazra)는 "이번 연구 결과는 양자 컴퓨팅이 실용적이고 현실적인 응용 분야로 나아가는 중요한 이정표"라며 양자 컴퓨터가 암호화, 금융, 제조 등 다양한 산업 분야에서 핵심적인 역할을 할 수 있음을 시사했다.

양자 컴퓨터의 난수 생성 원리는 양자 물리학의 핵심 개념인 '무작위성'에 기반한다. 주사위 던지기나 카드 뽑기와 같은 일상적인 행위는 수많은 규칙의 조합으로 이루어져 예측 가능성을 내포한다. 하지만 양자 세계에서는 입자의 속성을 결정하는 난수 생성기가 내장돼 있어, 슈퍼컴퓨터조차 예측할 수 없는 완벽한 무작위성을 확보할 수 있다.

연구팀은 에런슨과 헝의 프로토콜(양자 컴퓨터를 사용하여 인증된 난수를 생성하는 방법론)을 활용, 56개의 큐비트를 연결해 난수 생성 과정을 진행했다. 생성된 난수는 여러 대의 슈퍼컴퓨터에서 검증 과정을 거쳤으며, 1초에 1조 개 이상의 연산을 수행하는 슈퍼컴퓨터조차 난수의 무작위성을 분석하는 데 실패했다. 이는 양자 컴퓨터가 생성한 난수가 슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘는 완벽한 무작위성을 지니고 있음을 의미한다.


이번 연구 결과는 인터넷을 통해 퀀티넘의 최신 양자 컴퓨터에 접속, 전 세계 누구나 완벽한 난수를 활용할 수 있는 '궁극의 숫자 선택 게임'을 현실화할 수 있음을 보여준다. 이는 금융, 제조 등 다양한 산업 분야에서 강력한 양자 보안 기술을 제공하고, 고도의 시뮬레이션을 가능하게 하는 새로운 표준을 제시할 수 있다는 점에서 큰 의미를 가진다.

양자 컴퓨터를 활용한 난수 생성 기술은 사이버 보안 위협이 증가하는 현대 사회에서 더욱 중요해질 전망이다. 완벽한 난수를 기반으로 한 암호화 기술은 해킹 등 사이버 공격에 대한 강력한 방어 수단을 제공하며, 금융 거래, 개인 정보 보호 등 다양한 분야에서 안전성을 높일 수 있다.

연구팀은 "이번 연구 결과는 트랩된 이온 기술의 탁월한 성능을 입증할 뿐 아니라, 양자 보안 및 고급 시뮬레이션 분야에서 새로운 가능성을 제시한다"고 밝혔다. 양자 컴퓨터가 만들어낼 미래는 상상 그 이상일지도 모른다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com