구글 “양자컴퓨터 보안, 아직은 걱정 단계 아냐"

“양자우위(Quantum Supremacy)를 달성하긴 했지만 이를 실제로 구현하기 위해선 10년은 걸릴 것으로 예상하고 있다. 만약 보안 문제가 발생한다면 그 이후가 될 것이다. 또한 이미 구글을 포함한 보안관련 협회에서 이에 대한 보안 방안을 논의 중이다.”

구글 AI퀀텀팀의 케빈 세징거 연구원은 31일 서울 강남구 역삼동 구글 코리아 본사에서 화상통화로 진행된 기자 간담회 질의응답에서 나온 보안 관련 우려에 대해 위와 같이 말했다.

구글 AI퀀텀팀 케빈 새칭거 연구원과 제이미 야오 하드웨어 부문 엔지니어.

이날 발표에서 제이미 야오 하드웨어 부문 엔지니어와 케빈 세징거 연구원은 구글이 지난 23일 달성한 양자우위의 의미와 구현 방법을 소개했다.

케빈 세징거 연구원은 구글이 공개한 54큐비트 시카모어 프로세서로 양자컴퓨터가 기존 슈퍼컴퓨터를 넘어설 수 있다는 가능성을 제시하며 주요 IT기업이 양자컴퓨터에 투자하기 시작하는 나스크(NASQ) 시대를 열었다고 의미를 부여했다.

또한 이어진 질의응답에서 제이미 야오 엔지니어는 양자컴퓨터가 기존 보안체계의 난수를 한순간에 풀어버려 금융, 블록체인 관련 산업을 위협하지 않을까라는 우려에 비해 실제 발생할 보안 문제는 크지 않을 것이라고 의견을 밝혔다.

아직 양자컴퓨터가 상용화되기 위해선 많은 시간이 필요한 상황이며 이미 보안협회 등에서 현재 많이 사용되는 RSA 암호화를 양자컴퓨터에 맞춰 대체하려는 방안을 마련하고 있기 때문이다.

다음은 제이미 야오 하드웨어 부문 엔지니어와 케빈 세징거 연구원과의 일문일답을 정리했다.

- 양자우위를 달성하면서 어려웠던 부분은 무엇인가?

케빈 세징거 기존에 없던 크고 복잡한 시스템을 설계하고 제작해야 했고 운영시스템의 연산방식도 여러 연산을 동시에 진행하면서 오류가 적게 개발하는 것이 필요했다. 특히 양자는 외부 요인에 따라 정보를 소실하는 등 쉽게 불안정해지기 때문에 이러한 문제를 해결하는 것이 중요했다.

- 앞으로 양자컴퓨터가 상용화되기 위해 필요한 것이 있다면?

케빈 세징거 양자컴퓨터에 맞는 하드웨어와 그 하드웨어를 컨트롤하기 위한 역량을 개선하고 프로세서도 더 크고 강하게 발전시켜야 한다. 동시에 양자컴퓨터를 처리할 수 있는 유효한 알고리즘을 발견하고 증명하며 대규모 양자컴퓨팅 시스템을 구현해야 한다.

- 양자컴퓨터를 극저온 상태에서 구현했다. 상온에서 구현하는 방안도 준비 중인가?

구글이 공개한 54 큐비츠 시카모어 프로세서(오른쪽)와 극저온 환경 구현 장치(왼쪽).

제이미 야오 구글은 양자컴퓨터 개발을 위해 다양한 큐비트 조합을 시도해왔다. 지금 만든 시스템은 가장 효율적인 구현을 위해 초전도체를 기반으로 한 것이다. 산타바바라에 위치한 하드웨어 팀은 초전도체에 집중하고 있지만 물론 다른 방식으로 구현할 수 있다는 것을 인지하고 관심도 가지고 있다.

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터와 구현 방식이 완전히 다른 만큼 별도 OS와 언어가 필요할 것 같다.

케빈 세징거 양자컴퓨터는 소프트웨어적인 관점에서도 기존 컴퓨터와 다르다. 다행히 구글 뛰어난 소프트웨어 엔지니어가 많이 있어 협력을 취하며 양자컴퓨터 개발을 위한 프레임워크인 서크(Cirq)를 오픈소스 소프트웨어로 제공하고 있다. 이를 활용하면 누구나 양자컴퓨터용 알고리즘을 개발할 수 있다.

- 양자컴퓨팅과 슈퍼컴퓨터의 연산비교는 어떤 방식으로 진행된 것인가?

케빈 세징거 우선 각 시스템을 구성하는 개별 컴포넌트의 벤치마크를 기준으로 전체 시스템을 예측하고 이를 바탕으로 수치를 조정하고 모니터링한 결과 충분한 수준을 달성했다고 판단한 시점에 더욱 규모가 큰 알고리즘을 실행하는 식으로 진행했다.

- 클라우드 형식으로 양자컴퓨팅 기술을 외부에 공유할 계획이 있는지

케빈 세징거 외부 연구자에서 어떤 방식으로 제공하는 것이 효율적일지 방법을 고민하고 제공할 것이다. 현재 가장 먼저 제공되고 있는 것은 앞서 말한 개발프레임워크인 서크다.

- 보안, 블록체인 관련 분야에선 양자컴퓨터를 암호화에 대한 위협으로 느끼고 있다.

제이미 야오 구글이 양자컴퓨팅 관련해서 중요한 이정표에 도달했지만 실현은 10년 정도 기간이 필요하다고 한 만큼 현재 주로 쓰는 RSA 암호 체계를 위협하는 시기도 비슷할 것이다.

하지만 RSA 암호 체계는 유효 기간이 10년 정도라고 오래전부터 인지하고 있었다. 이미 포스트퀀텀 시대에 맞춰 연구가 진행되고 있고 구글도 참여하고 있다.

- IBM에서 구글의 발표가 과대평가됐다고 발언한 바 있다.

케빈 세징거 구글은 시카모어 칩으로 니스크 시대에 진입했다는 것으로 입증했다. 실제 비교를 통해 퀀텀 하드웨어가 현재 가장 빠르고 큰 규모의 슈퍼컴퓨터가 할 수 없는 연산을 할 수 있다는 것을 증명하면서 슈퍼컴퓨터와 전혀 다른 궤도로 발전시킬 수 있다는 의미를 가진다.

양자우위와 관련해 구체적인 알고리즘과 어떤 과정을 거쳐 어떤 결과를 얻었는지 상세하게 발표한 만큼 많은 연구자들이 이러한 정보를 활용해 어떤 가능성을 끌어낼지 기대된다.

- 국내 기업에 파트너십을 제안할 계획이 있는지 궁금하다.

케빈 세징거 전 세계 연구원과 다양한 기관과 협업을 기대하고 있는 만큼 한국의 많은 기관과도 협업을 기대한다. 하지만 아직은 언급할만한 사항은 아직 없다.

- 양자컴퓨터를 특정 국가나 기업이 독점해 기술격차가 발생하는 과도기적인 시기에 대한 우려도 있을 것 같다.