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[IT뉴스][챗ICT]양자가 뭐길래

온카뱅크관리자

2026-02-18 11:07:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 수많은 가능성 동시 계산…복잡한 문제 쉽게 해결 양자컴퓨터, 암호체계 흔들수도…보안기술에 속도 
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 "지난해 국회에서 제가 굉장히 독특한 방식으로 양자(量子) 역학이라는 단어를 대중에게 널리 알린 흑역사가 있습니다."
 최민희 국회 과학기술정보방송통신위원장은 지난달 열린 양자종합계획 발표 및 양자기술 협의체 출범식에 참석해 이같이 말했습니다. 당시 불거진 딸의 결혼식 논란과 관련해 "양자역학을 공부하느라 신경 쓰지 못했다"고 해명했던 일을 언급한 자조적인 농담입니다.
 농담으로 말문을 띄운 그는 이어 과방위원장으로서 양자에 대해 관심을 가지게 된 계기를 설명했습니다. 최 위원장은 "만약 인공지능(AI) 전환이 이뤄진 후 양자 컴퓨터 해킹이 시작되면 막아낼 수 있을까 하는 고민으로 양자에 대한 관심이 시작됐다. 이후 과방위에서도 국가 양자 이니셔티브 법을 발의하게 됐다"고 언급했습니다.
 과연 양자란 무엇이기에 과방위원장이 직접 나서서 공부까지 했을까요? 왜 양자 컴퓨팅 시대가 열리면 해킹을 막을 수 없게 되는 상황을 우려한 것일까요.
 양자컴퓨팅, '비트'에서 '큐비트' 세계로
 양자의 사전적 의미는 '더 이상 나눌 수 없는 에너지의 최소량 단위'입니다. 사전적 정의만 살펴보면 의미가 쉽게 와닿지 않습니다. 
 양자 기술에서 말하는 양자의 가장 큰 특징은 우리가 일상에서 경험하는 물리 법칙과 다르게 움직인다는 점입니다. 일상 속 물건은 한번에 하나의 상태로만 존재합니다. 예를 들어 동전은 앞면 혹은 뒷면 둘 중 하나의 상태로만 있을 수 있습니다. 동시에 두 면이 될 수는 없습니다. 
 그렇지만 양자의 세계에서는 다릅니다. 관측되기 전까지는 앞면과 뒷면이 겹쳐 있는 상태, 즉 여러 가능성이 함께 존재할 수 있습니다. 그리고 관측되는 순간 하나의 상태로 정해집니다. 쉽게 말해 양자는 동시에 여러 상태가 될 수 있는 성질을 지닌다고 볼 수 있습니다.
 양자의 특징을 컴퓨터에 적용하면 엄청난 변화가 생깁니다. 일반적인 컴퓨터는 비트(bit)라는 단위를 사용합니다. 비트란 0이나 1이라는 상태 둘 중 하나만을 처리할 수 있다고 이해하면 됩니다. 반면 양자 컴퓨터는 큐비트(qubit)를 이용합니다. 큐비트는 0과 1이 동시에 존재하는 중첩 상태를 표현할 수 있습니다. 
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 '보안'과 엮이는 이유
 이같은 특성 덕분에 양자 컴퓨터는 여러 계산 경로를 동시에 탐색할 수 있습니다. 바로 이 지점이 기존 컴퓨터와 결정적인 차이입니다. 기존 컴퓨터보다 훨씬 많은 경우의 수를 동시에 계산할 수 있습니다.
 예를 들어 1부터 1000까지의 숫자 중 특정 조건을 만족하는 값을 찾는 경우 기존 컴퓨터는 모든 값을 하나씩 순차적으로 확인해야 합니다. 그렇지만 양자컴퓨터는 여러 가능성을 겹쳐 놓은 상태에서 계산을 진행합니다. 수많은 경로를 한번에 탐색할 수 있습니다. 따라서 복잡한 문제도 짧은 시간 안에 해결할 수 있죠.
 이같은 성질 때문에 특히 보안 분야에서 파급력이 클 것으로 예상됩니다. 현재의 암호 체계는 수많은 경우의 수를 차례로 대입해야 합니다. 그러나 양자 컴퓨터가 상용화되면 동시에 수많은 값을 탐색할 수 있어 기존 암호 체계를 무력화할 수 있다는 우려가 제기됩니다. 
 위협이자 해법…통신업계도 주목
 대규모 양자컴퓨터가 상용화 단계에 이른 것은 아직 아닙니다. 그러나 보안은 사후 대응이 아닌 사전 대비의 영역입니다. 보안 체계의 취약성이 드러나는 순간 신뢰 회복이 쉽지 않습니다.
 특히 통신업계는 발 빠르게 대응에 나서고 있습니다. 통신망은 금융·공공·산업 데이터가 오가는 기반 인프라이기 때문입니다. 암호 체계가 흔들릴 경우 가장 먼저 영향을 받는 분야이기도 합니다.
 이에 통신업계는 양자컴퓨팅 시대를 대비한 보안 기술 확보에 속도를 내고 있습니다. 특히 양자의 물리적 성질을 활용한 보안 기술에 주목하고 있습니다. 입자의 상태는 외부 간섭이 발생하는 순간 변하는 특성을 지니는데, 이를 활용하면 제3자가 신호를 가로채는 즉시 도청이나 해킹 시도를 감지할 수 있습니다.
 SK텔레콤은 양자암호키분배(QKD)와 양자내성암호(PQC)를 결합한 하이브리드 장비를 선보였습니다. QKD는 암호키 전달 과정에서 도청 여부를 감지하는 기술이며, PQC는 양자 컴퓨터로도 풀기 어려운 수학적 구조를 적용한 차세대 암호 방식입니다. 물리적 보안과 수학적 보안을 동시에 확보하겠다는 전략입니다.
 KT는 1초에 30만개의 암호키를 생성할 수 있는 양자암호키 분배 장비를 자체 개발했습니다. 기존 통신망에 적용 가능한 상용화 모델 확보에 초점을 두고 있다는 점이 특징입니다.
 LG유플러스 역시 양자내성암호 기술 고도화에 집중하고 있습니다. 양자내성암호 기반 네트워크 전자서명 기술이 표준으로 제정되는 성과를 거두며 적용 범위를 넓히고 있습니다.
 왕보경 (king@bizwatch.co.kr)
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