구글 '윌로우(Willow)' 칩과 비트코인 암호 해독: 현재 기술 수준과 가능성

양자 컴퓨터와 비트코인 암호

비트코인의 보안은 강력한 암호화 알고리즘인 SHA-256 해시 알고리즘과 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)에 기반하고 있습니다. 이 두 가지는 기존의 디지털 컴퓨터로는 사실상 해독이 불가능할 정도로 강력한 보호를 제공합니다. 하지만 양자 컴퓨터의 발전은 이러한 암호 기술을 무력화할 가능성을 열고 있습니다.

비트코인 암호 해독에 필요한 큐비트

양자 컴퓨터가 비트코인 암호를 해독하려면 상당한 수의 큐비트가 필요합니다. 아래는 주요 암호 알고리즘을 해독하는 데 필요한 큐비트 수와 현재 기술 수준을 비교한 내용입니다.

1. SHA-256 해독
   • 기술적 필요성: 그로버 알고리즘을 사용하면 해시 값을 역으로 추적하는 데 걸리는 시간이 제곱근 단위로 단축됩니다.
   • 필요한 큐비트 수: 약 2000~3000개의 논리 큐비트가 필요합니다.
   • 현재 상태: 현재의 양자 컴퓨터는 100~400개의 물리적 큐비트를 지원하며, 논리 큐비트로 변환하면 훨씬 적은 수가 유효합니다. 이는 SHA-256을 해독하기에는 아직 부족합니다.
2. ECDSA 개인 키 추출
   • 기술적 필요성: 쇼어 알고리즘을 사용하면 개인 키를 구성하는 소수를 분해하여 개인 키를 추출할 수 있습니다.
   • 필요한 큐비트 수: 약 1500~2000개의 논리 큐비트가 필요합니다.
   • 현재 상태: 논리 큐비트를 안정적으로 운용할 수 있는 수준에 이르지 않았기 때문에, 비트코인 개인 키 해독은 현재 기술로는 해독이 불가능한 상태라고 볼 수 있습니다.

구글의 '윌로우' 칩과 105개의 큐비트

구글의 '윌로우(Willow)' 칩은 105개의 물리적 큐비트를 갖추고 있습니다. 하지만 여기서 중요한 점은 물리적 큐비트와 논리 큐비트의 차이입니다.

• 물리적 큐비트와 논리 큐비트:
  • 물리적 큐비트는 양자 컴퓨터가 실제로 사용하는 큐비트를 말합니다.
  • 논리 큐비트는 에러 보정 기술을 적용한 후, 계산에 실질적으로 사용 가능한 큐비트를 뜻합니다.
  • 예를 들어, 안정적인 1개의 논리 큐비트를 구현하려면 1000개 이상의 물리적 큐비트가 필요할 수 있습니다.
• '윌로우' 칩의 영향:
  • 현재 105개의 물리적 큐비트는 비트코인의 SHA-256 해독이나 ECDSA 개인 키 추출에 필요한 논리 큐비트 수에 비해 크게 부족합니다.
  • 따라서, 구글의 윌로우 칩은 비트코인의 암호를 해독하는 데는 바로 직접적 위협이 되진 않겠지만, 양자 컴퓨터 개발의 중요한 진전을 의미하며, 미래 기술 발전의 기반을 제공합니다.

양자 컴퓨터 개발의 한계와 전망

1. 기술적 한계:
   • 현재 양자 컴퓨터는 노이즈(잡음)와 오류 문제로 인해 큐비트의 안정적 운영이 어렵습니다.
   • 논리 큐비트를 운용하기 위해 필요한 에러 보정 기술은 아직 실용화 단계에 이르지 못했습니다.
2. 전망:
   • 양자 컴퓨터 기술이 지속적으로 발전함에 따라, 머지 않은 시기에 수천 개의 안정적인 논리 큐비트를 구현할 가능성이 제기되고 있습니다.
   • 이러한 발전은 암호화 기술 전반에 걸쳐 변화를 요구할 것이며, 이에 대비해 양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography) 기술이 활발히 연구될 것이라 전망됩니다.

구글의 '윌로우' 칩은 양자 컴퓨터 기술의 중요한 진보를 보여주지만, 현재로서는 비트코인의 암호화 기술을 위협하려면 수천 개의 안정적인 논리 큐비트가 필요하기 때문에 현재 기술로는 비트코인 암호해독이 바로 될 수는 없겠지만, 그러나 이러한 기술 발전은 암호화 기술 및 보안 분야에 대한 새로운 패러다임을 요구하고 있습니다. 비트코인을 포함한 디지털 시스템의 보안은 앞으로도 양자 컴퓨터 시대를 대비한 기술적 준비가 필요할 것입니다.

 

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비트코인 생태계, 양자 컴퓨터 개발 소식에 ‘급락’ - 경향게임스

 

https://www.reuters.com/technology/google-says-it-has-cracked-quantum-computing-challenge-with-new-chip-2024-12-09/?utm_source=chatgpt.com