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RE: 물리학도가 들려주는 인터스텔라를 더 재밌게 보기 위한 18가지 이야기

in #kr4 years ago

와 재밌는 포스팅 잘 봤습니다!
벽처럼 서있는 파도가 실제로 가능하단거 놀랍네여 ㅋㅋ
특이점 부분도 진짜 재밌는 것 같습니다. 와 그런 게 존재하다니 진짜 놀라울 따름이네요 ..

근데 양자컴퓨터라는게 기존 디지털 컴퓨터의 암호체계를 순식간에 무너뜨릴 수 있다던데 사실인가요? 겁나 빠르기 때문에 가능한건지 ;; ㅋ

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양자 컴퓨터는 단순히 빠른 연산이 가능하다라고만 할 수 없습니다. 연산 체계 자체가 전혀 다른 방식을 이용하는 컴퓨터입니다.

우리가 일반적으로 사용하는 개인용 컴퓨터는 물론 현존하는 최고의 슈퍼컴퓨터 모두 고전적인 정보처리 방식과 통신이론을 따릅니다. 이는 모든 상태의 결정과 변화가 일의적(一義的)으로 진행되는데요. 쉽게 설명하자면, 기본적으로 한 번에 한 단계씩만 연산이 가능한 방식이라고 할 수 있습니다.

반면에 양자 컴퓨터는 모든 가능한 상태가 중첩되게 얽힌 상태를 이용합니다. 물리계가 서로 분리됐음에도 불구하고 어느 한쪽의 상태가 결정되면 다른 쪽 상태도 그 결과에 따라 필연적으로 결정되는 양자 얽힘이라는 현상을 이용한 것이죠. 양자 얽힘에 관해서는 본문에서도 간단히 설명했으니 다시 한 번 읽어보시면 도움이 될 것 같습니다. 이 경우 단 1번의 조작으로 모든 가능한 상태를 조작할 수 있고 이를 양자 병렬성이라 합니다.

양자 병렬성은 양자 정보처리, 양자 통신이론, 양자 암호론 등 기존의 컴퓨터가 해결할 수 없는 문제들을 해결할 수 있게 해주는 역할을 합니다. 이러한 양자 정보처리, 양자 통신이론, 양자 암호론 등에 있어 현재까지 이론적인 연구는 상당히 진행된 상태입니다. 다만, 이를 동작하는 양자 컴퓨터를 만들기 위해서는 아직 기술적으로 극복할 단계가 많지요.

조만간 양자 컴퓨터에 관련해서 포스팅을 해보도록 하겠습니다! 팔로우 해주시면 다음 기회에 찾아가도록 할게요~

와 답변 감사합니다! 당연히 이미 팔로우 중입니다. 엄청난 컨텐츠를 생산하시니까요. 앞으로도 그러실 것 같은 느낌이 들구요 ㅋ

양자병렬성과 1번의 조작이라 함은 .. 지금 중국의 엄청난 규모의 비트코인 공장에서 수많은 그래픽카드들이 신음하며 푸는 높은 난이도의 문제를 양자컴퓨터가 굉장히 짧은 시간에 풀어버릴 수 있다는 거로 이해되는데 맞는 거겠죠?

양자컴퓨터의 성능으로는 블록체인 암호화폐의 '공개키'(즉 지갑주소)에서 '개인키'를 유추해내는데 굉장히 적은 노력이 필요하기 때문에 블록체인 암호화폐 시스템이 위기를 맞을 수도 있다.

<- 문돌이고 과학을 잘 몰라 이렇게 피상적인 수준으로 이해하고 있는데, 혹시 얼추 그럴듯하게 이해한게 맞는건지 궁금하네요.

답변 정말 감사드립니다! 중복보팅 같은게 가능하다면 200% 파워업으로 풀보팅 드리고 싶은데 제가 그지라서 그게 안되네요 ㅜ

이미 팔로우해주시고 계셨군요 ㅎㅎ 감사합니다!

그렇습니다. 다만 연산이 단순히 빠르다가 아니라 동시에 병렬적으로 처리할 수 있다는 점이 핵심입니다. 그러나 블록체인이 앞으로 거대해지면 질수록 그 보안성도 덩달아 커지는 셈이고 차세대 기술도 등장하게 될 테니 양자컴퓨터를 걱정하여 암호화폐 시스템의 위기를 논할 수는 없을 것 같습니다.

앞서 말한 양자컴퓨터의 양자 병렬성이 유의미하게 구동 가능해지기까지 현재로서는 많은 기술적 난관이 있습니다. 양자 얽힘 상태를 유지하는 것 자체가 매우 힘들거든요. 가령 n개의 양자를 온전하게 얽힘 상태를 유지한 채로 정보 처리를 할 수 있어야 n-bit 연산이 가능합니다. 지금은 2개 혹은 4개 정도 숫자의 양자 얽힘 상태를 이용하여 2bit 혹은 4bit 연산을 하는 것이 한계입니다. 그마저 상용화 된 것이 아닌 여러 차례 시도 끝에 실험적으로 한 번씩 얻어내는 정도이니까요.

좀 더 근본적으로 전해드리자면, 양자 컴퓨터는 미시 세계의 전자나 광자 같은 양자를 이용해 양자 정보의 기본 단위라고 할 수 있는 ‘큐비트’를 만들어야만 합니다. 모든 물질은 입자와 파동의 서로 다른 두 가지 성질을 갖는데 파동 성질이 강한 양자는 전송은 어려우나 연산이나 측정이 원활한 반면 입자 성질이 강한 양자는 전송은 효율적이지만 연산이나 측정에서는 오류가 잦지요. 때문에 성질이 상반되는 이 둘을 엮어 서로 다른 양자 여럿을 얽힘 상태로 만든 큐비트를 다루는 과정은 상당히 어렵습니다. 또한, 이러한 큐비트 간의 강한 상호작용을 유도하여 원활하고 정확하게 전송하는 양자 전송 소자 구현은 더더욱 어려운 일이지요. 즉, 양자 전송 소자를 실질적으로 구현하는 단계가 바로 양자 컴퓨터를 실현하는 첫 단추가 되며, 그러한 양자 전송 소자를 직접(integration)하여 양자 컴퓨터를 완성할 수 있는 것입니다.

적다 보니 다음에 양자 컴퓨터에 대해 다룰 내용을 모두 다룬 것 같네요. 덕분에 다음 포스팅은 조금 더 일찍 할 수 있을 것 같네요. ㅋㅋㅋ

오 감사합니다. 워낙 위협적인 기사가 많아서 괜히 쫄게 되네요. 비탈릭 부테린이 비트코인 같은 경우는 양자컴퓨터에 대해 취약하다는 식의 말을 한 적이 있는 걸로 아는데, 이더리움은 양자컴퓨터에 대해 보안이 된다는 걸까요? ㅋ

큐비트에 대한 자세한 설명 정말 많이 감사드립니다!
http://scienceon.hani.co.kr/474039
기사에 보니 구글이 9큐비트 구현(?)에 성공했다고 나오는데, 이 숫자가 천문학적으로 굉장히 많이 커져야만 현재의 디지털 컴퓨터 네트워크에 위협이 되는 거라 이해되는데 맞는 걸까요? ㅜ

허접한 질문에 정성가득한 답변 달아주셔서 정말정말 감사드립니다! ㅠ.ㅠ!

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어떤 알고리즘을 사용하고 있든지 신속하게 더 안전한 다른 알고리즘으 전환하는 암호의 민첩성에 초점을 맞추어 양자컴퓨터에 대비한 보안 메커니즘 기술개발도 함께 이루어지리라 생각합니다. 때문에 과연 어느 정도의 큐비트를 구현해야 이를 넘어설 수 있을까는 기술이 발전되어 가는 과정을 지켜봐야만 짐작할 수 있을듯 합니다.

이더리움이 양자컴퓨터 대비 보안에 특별히 뛰어난 점은 전혀 없습니다. 지금 1세대 2세대 코인들 모두가 그러합니다. 양자 컴퓨터 관련 내용을포스팅하면서 이 부분에서도 제가 아는 한에서 최대한 심도 있게 다뤄보겠습니다. 아마 시리즈를 나눠서 여러 편에 나눠 걸쳐서 업로드해야 할 것 같습니다. 기대해주세요~

기대되네요. 정말 감사합니다!