블루큐빗(BlueQubit)은 슈퍼컴퓨터가 알아내는 데 '수년'이 걸릴 암호화 키를 '단 몇 시간' 만에 찾아낼 수 있다고 주장합니다.
양자 소프트웨어 기업 BlueQubit이 'Quantum Advantage Challenge'를 개최하며 우승자에게 0.25 BTC 상당의 지갑 상품을 걸었습니다. 이 대회의 궁극적인 목표는 실제 암호학 문제를 해결하는 과정에서 ‘양자 우위(Quantum Advantage)’가 실제로 존재하는지 증명하는 것입니다. BlueQubit은 자신들이 보유한 0.25 BTC 상품 지갑의 열쇠가 되는 $2^{56}$ 검색 공간 내 숨겨진 비트스트링을 "두 시간 이내"에 찾아낼 수 있다고 주장합니다. 반면, 이 회사는 가장 빠르다고 알려진 고전(클래식) 슈퍼컴퓨터로도 이 문제를 해결하는 데 "수년"이 걸릴 것이라고 추정합니다. 해당 도전 과제는 현재 www.bluequbit.io에서 참가할 수 있습니다.
BlueQubit의 CTO인 Hayk Tepanyan은 'Quantum Advantage Challenge'의 아이디어를 설명하며 다음과 같이 말했습니다. "저희는 양자 우위를 명확하고, 공개적이며, 검증할 수 있는 방법으로 시연하고 싶었습니다. 양자 컴퓨터가 단 몇 시간 만에 실제 암호화 키를 추출할 수 있고, 반면 기존의 클래식 알고리즘으로는 대응하기 어려울 수 있는 문제가 그보다 더 좋은 증거는 없습니다."
상품 공개에 앞서 게재된 블로그 게시물에는 도전 과제의 작동 방식과 결과 검증 방법이 상세히 설명되어 있습니다. 이 글은 이미 '양자 우위(Quantum Advantage)' 또는 심지어 '양자 우월성(Quantum Supremacy)'을 입증했다고 주장하며 업계 관계자들을 혼란스럽게 해온 다양한 솔루션들에 대한 공감적 문제 제기에서 출발합니다.
(참고 자료: 구글 리서치, 비트코인이 사용하는 암호화 기술이 2029년경 양자 컴퓨터로 해독될 것이라고 시사 / Go 유지 관리자가 암호화 해독 양자 컴퓨터에 대한 경고에 참여하다 / 양자 컴퓨팅의 미래: 기술, 기업, 그리고 일관된 양자 미래를 설계하는 로드맵)
BlueQubit이 제시한 문제는 $2^{56}$개의 가능한 출력 비트스트링을 갖는 무작위 회로 디자인 형태를 띠고 있으며, 이는 약 72경(quadrillion) 가지의 가능성을 의미합니다. 구체적으로, 이 문제는 '피크 회로(peaked circuits)'를 중심으로 설계되었습니다. 피크 회로란 단 하나의 숨겨진 비트스트링에 확률 분포가 매우 농축되도록(즉, '피크'하도록) 고안된 양자 회로를 말합니다. 이 회로에 대한 우아한 검증 프로토콜은 다음과 같이 전개됩니다.
- 앨리스: 어떤 비트스트링이 최대 확률(피크)인지 알고 피크 회로를 설계합니다.
- 밥: 자신의 양자 컴퓨터로 이 회로를 실행하고 결과를 측정합니다.
- 앨리스: 밥의 측정 결과가 자신이 알고 있는 최대 확률(피크) 값과 일치하는지 확인하여 검증합니다.
이처럼 문제가 설계되었기 때문에, 정답을 검증하기 위해 지수적인 복잡도를 가진 클래식 계산이 필요하지 않습니다. 양자 회사에 따르면, 만약 이러한 계산을 수행하려면 그 전체 상태를 담기 위해 "세계 모든 컴퓨터의 RAM 용량보다 많은 RAM"이 요구될 정도입니다. 대신, 필요한 것은 단지 답이 사전에 설정된 값과 일치하는지 확인하는 것입니다. 이 경우, 답은 피크 회로를 해독하는 데 필요한 개인 키이며, 이는 동시에 0.25 BTC 지갑을 개방하는 열쇠이기도 합니다.
BlueQubit은 "만약 아무도 양자 솔루션을 능가하는 것을 입증하지 못한다면, 이는 양자 컴퓨터가 특정 실용적 작업을 수행하는 데 있어 이미 클래식 컴퓨팅을 넘어섰다는 강력한 증거가 될 것입니다"라며 도전장과 같은 메시지를 던졌습니다.
반면, 만약 클래식 컴퓨터를 사용하는 도전자 측이 성공한다면, 해당 참가자/팀은 상당한 상품을 얻게 될 것입니다. 하지만 더 중요한 의미는, 이 성공을 통해 BlueQubit이 주장했던 '양자 우위'가 이 상황에서는 잘못되었음을 증명하는 것이 됩니다.
오늘날의 양자 컴퓨터가 실제 암호학 작업에서 기존 클래식 기계보다 우수할 수 있음을 보여주는 수단으로 이 도전 과제가 활용된다는 점은 주목할 만합니다. 양자 기술은 암호학 분야에 엄청난 변화를 가져올 잠재력을 지니고 있습니다.
저희는 이 상품 규모가 가장 실력 있는 도전자들을 유인하기에는 다소 적을 수 있다고 느끼지만, BlueQubit 측은 "구글의 양자 연구원들조차" 이 도전 과제를 클래식적으로 해독하려는 노력에 참여하고 있다고 밝힌 바 있습니다.
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