Google의 새로운 양자 컴퓨터는 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘는 처리 능력을 갖추고 있습니다.
구글, '양자 슈퍼컴퓨터' 윌로우 발표 - 비트코인이 위협받고 있나요? 사진: CNN
윌로우는 우주 나이보다 오래된 문제를 단 몇 분 만에 해결합니다.
Google은 Willow라는 새로운 칩을 개발하여 양자 컴퓨팅 분야에서 획기적인 발전을 이루었다고 발표했습니다.
더 많은 큐비트를 사용하여 확장함에 따라 오류를 기하급수적으로 줄일 수 있는 획기적인 기술을 갖춘 새로운 최첨단 양자 컴퓨팅 칩인 Willow를 소개하며 현장에서 30년의 과제를 해결합니다. 벤치마크 테스트에서 Willow는 5분 이내에 표준 계산을 해결합니다.
— 순다르 피차이(@sundarpichai) 2024년 12월 9일
Google CEO Sundar Pichai에 따르면 Willow는 105큐비트를 보유하고 있어 세계 최고의 슈퍼컴퓨터가 완료하는 데 1000억년이 걸리는 작업을 단 몇 분 만에 처리할 수 있습니다. 하지만 이 칩은 우주 공간의 아원자 입자와 같은 작은 요소에 민감하기 때문에 오류가 발생하기 쉽습니다.
양자 컴퓨터의 가장 큰 과제 중 하나는 큐비트 수가 증가하면 오류도 증가하여 칩이 기존 컴퓨터를 능가할 수 없다는 것입니다. 1990년대부터 과학자들은 이 문제를 극복하기 위해 양자 오류 정정 기술을 연구해 왔습니다. 구글은 네이처 (Nature) 저널에 발표된 새로운 연구에서 큐비트 수가 증가함에 따라 오류율을 줄이기 위해 윌로우 칩의 큐비트를 연결하는 방법을 찾았다고 밝혔습니다. 또한 회사는 실시간으로 오류를 수정할 수 있어 인류를 양자 컴퓨팅의 유망한 시대에 더 가까이 다가갈 수 있습니다.
2019년에 구글은 자사의 양자 칩이 수학 문제를 5분 안에 풀 수 있는 반면, 기존 컴퓨터는 1만년이 걸릴 것이라고 발표했습니다. 그러나 IBM은 이 주장에 대해 다른 기술적 가정을 사용하여 문제를 해결하는 데 2.5일만 필요하다고 주장하면서 이의를 제기했습니다. 최근 발표에서 Google은 피드백을 검토하고 가장 이상적인 조건에서도 기존 컴퓨터가 Willow 칩과 동일한 결과를 얻으려면 여전히 10억 년이 필요하다는 것을 확인했습니다.
Google Quantum AI의 수석 설계자인 Anthony Megrant에 따르면 큐비트 품질은 현재 기술의 한계를 극복하는 핵심 요소입니다.
개발 속도를 높이기 위해 Google은 캘리포니아 대학교 산타바바라 캠퍼스를 대체하는 별도의 칩 제조 시설을 건설했습니다. 이 새로운 시설을 통해 아이디어를 신속하게 테스트하고 더 짧은 시간에 새로운 칩을 생산할 수 있습니다. 이 칩은 초저온 냉장고(cryostat)에서 냉각되어 복잡한 실험을 수행합니다. Google의 목표는 빠른 학습 주기를 만들어 아이디어에서 실제 기술까지 효과적으로 구현하는 것이라고 Megrant는 말했습니다.
이번 단계를 통해 구글은 양자 컴퓨터와 고전 컴퓨터 사이의 '평형' 지점을 넘어 의학, 배터리 화학, 인공지능 등 미래의 실용적인 응용 분야를 위한 길을 열었습니다. 이는 Google뿐만 아니라 전체 양자 산업에도 중요한 이정표입니다.
윌로우는 비트코인에 대한 "새로운 위협"인가?
Google의 Willow 양자 칩 출시로 인해 많은 사람들이 걱정하게 되었습니다. 이 기술이 비트코인의 보안 시스템을 무너뜨릴까요, 아니면 Google이 네트워크에 남아 있는 비트코인을 "채굴"하는 데 도움이 될까요?
현재 비트코인은 작업 증명(PoW) 메커니즘으로 운영되며 컴퓨터가 거래를 확인하고 새로운 블록을 생성하기 위해 복잡한 암호화 문제를 해결해야 합니다. 뛰어난 속도를 갖춘 양자 슈퍼컴퓨터는 PoW 문제 해결 시간을 대폭 단축해 채굴 프로세스에 이점을 가져올 수 있습니다.
그러나 현실은 그렇게 간단하지 않습니다. 첫째, 비트코인 네트워크를 공격하거나 제어하려면 수백만 개의 안정적이고 신뢰할 수 있는 큐비트를 갖춘 양자 컴퓨터가 필요합니다. Google도 이를 인정하는 목표는 수년간의 개발입니다.
둘째, 비트코인 네트워크는 블록 생성 시간이 약 10분으로 유지되도록 자체 조정 난이도 메커니즘을 통합했습니다. Google과 같은 단일 주체가 채굴을 지배하는 경우 네트워크는 자동으로 난이도를 높이고 컴퓨팅 성능의 효율성을 감소시킵니다.
또한, 블록체인 개발자들은 잠재적인 위협으로부터 네트워크를 보호하기 위해 "양자 저항성" 알고리즘을 적극적으로 연구하고 구현하고 있습니다.
따라서 구글이 보안 시스템을 파괴하거나 남아 있는 비트코인을 모두 악용할 가능성은 현재로서는 거의 희박합니다. 그러나 이는 미래의 과제를 해결하기 위해 보안 기술을 지속적으로 개선해야 할 필요성에 대한 경종이기도 합니다.
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