중국 과학원 한위안(漢原) 중성원자 양자컴퓨터 상용화

중국 양자컴퓨팅 가상자산 암호 해독... 뉴욕증시 비트코인 이더리움 리플 " 해킹 충격"

중국 양자컴퓨팅 기술 개발이 속도를 내고 있는 가운데 양자기술이 가상화폐의 암호를 푸는 수준에 이르고 있다는 분석이 나왔다. 중국이 독자 기술로 개발한 첫 중성원자 방식의 양자컴퓨터가 상용화ㄹ을 시작했다. 인공지능(AI)에 이어 양자컴퓨터 분야에서도 미국과 벌이는 기술패권 경쟁이 한층 거세질 전망이다. 중국과학원이 주도한 중성원자 양자컴퓨터인 '한위안(漢原)1호'가 최근 국영통신사인 차이나모바일의 자회사에 납품됐다. 한위안1호는 후베이성 과학기술청의 지원을 받아 중국 우한에 위치한 정밀측정원이 우한대학교, 중커쿠위안과학기술유한공사, 우한광구정보광전자혁신센터, 우한양자기술연구원 등과 함께 개발했다. 특히 금융 모델링이나 물류 최적화 등을 계산하는 데 효율적이란 평가다.

양자컴퓨터 위협은 아직 수년 남았다는 평가가 있지만 비트코인(Bitcoin, BTC) 시장에서는 기술보다 공포가 먼저 움직일 수 있다는 경고가 나온다. 구글, 캘텍, IBM의 양자 연구 진전이 알려지면서, 암호체계 붕괴 시점으로 불리는 ‘Q-Day’ 논쟁이 다시 불붙고 있다. 실제 기술 위험보다 패닉과 불안 조성 등이 먼저 시장 신뢰를 흔들 수 있다. 양자 컴퓨터는 큐비트에 기반해 계산을 병렬 처리하며, 엘립틱 커브 암호(ECC)를 포함한 암호 시스템을 이론적으로 무력화할 수 있다. 비트코인은 secp256k1 서명을 사용하고 있다. 이를 역산하려면 쇼어 알고리즘이 적용된 대규모 양자 연산이 필요하다.

IBM ‘콘도르’ 1,121큐비트, 캘텍 중성 원자 시스템 6,000큐비트 규모이다. 이 암호를 풀려면 수천 논리 큐비트가 필요해 현재 수준과는 격차가 있다. 미국 랜드 코퍼레이션(RAND Corporation) 에드워드 파커(Edward Parker)는 중장기 준비가 필요하지만 당장 현실적인 위험은 아니라고 밝혔다. 2023년 암호학자 미셸 모스카(Michele Mosca) 연구는 실질적 양자 위협 도달 시점을 2037년으로 제시했다. 양자 위협 대비 기술도 제시되고 있다. 퀴시큐어(QuSecure) 최고경영자 레베카 크라우트하머(Rebecca Krauthamer)는 비트코인이 ECC에서 포스트 양자 표준 알고리즘 ML-DSA로 전환해야 한다고 설명했다. ML-DSA는 미국 국립표준기술연구소(NIST)가 개발한 모듈 격자 기반 서명 방식으로, 다차원 격자와 오류 학습 기법을 이용해 양자 공격에 강한 구조를 갖는다. QRL은 XMSS 기반, 셀프레임(Cellframe)과 알고랜드(Algorand)는 크리스털-딜리튬, FALCON, NTRU, 아이오타(IOTA)는 윈터니츠 서명, 너보스 네트워크(Nervos Network)는 하이브리드 모델을 사용 중이다. 비트코인, 이더리움, 카르다노, 솔라나는 포스트 양자 전환 단계에위치해 있다.

기술보다는 합의가 더 난제이다. 비트코인의 탈중앙 구조상 암호 방식 교체에 광범위한 합의가 필요하다고 말했다. 약 4백만BTC가 공개된 공개키 상태에 있어 이들 자산은 양자 복호화 환경에서 취약하다는 지적도 있다. 반면 전문가들은 새로운 주소 유형 도입, 하이브리드 서명, 지갑 단계 점진 전환이 최선이라고 조언했다. 빠른 동시 전환은 오히려 시장 혼란을 키울 위험이 있어 장기적이고 단계적인 도입이 강조된다.

홍콩이 가상자산 거래 활성화를 위해 자국 내 허가받은 가상자산 거래 플랫폼이 해외 주문장(order book)과 연동될 수 있도록 규제 완화를 추진한다. 줄리아 렁 홍콩 증권선물위원회(SFC) 최고경영자(CEO)는 ‘홍콩 핀테크 위크’ 행사에서 가상자산 관련 규제 완화를 예고했다. 규제 변경 서한은 조만간 공식화될 예정이다. 이번 규제 완화로 거래소들은 글로벌 유동성에 직접 접근할 수 있는 길이 열릴 전망이다. 기존에는 홍콩에서 허가받은 가상자산 거래소들이 가지고 있는 주문장, 즉 가상자산을 사고 파려는 주문 목록은 오직 홍콩 내 투자자들끼리만 거래할 수 있도록 제한했다. 홍콩 거래소에서는 홍콩 투자자의 주문만 볼 수 있고, 해외 투자자의 주문과는 연결되지 않았다. 그러나 앞으로는 거래 제한이 완화, 홍콩 내 투자자와 글로벌 투자자의 주문을 연결할 수 있게 된다.

SFC는 현재 가상자산 딜러와 수탁기관에 대한 라이선스 규정을 최종 조율 중이며 홍콩 통화청은 스테이블코인 발행자에 대한 첫 라이선스를 내년에 부여할 계획이다. 아울러 다음 단계로 현지 중개업체에도 글로벌 유동성에 접근할 수 있도록 허용하는 방안을 검토 중이라고 밝혔다. 이 조치가 시행되면 가상자산 대형 거래소인 바이낸스와 코인베이스 등이 정식 거래소 라이선스 없이 중개업체를 통해 진출할 수 있게 된다. 가상자산 거래소 라이선스의 취득에는 수년이 걸리는 복잡한 절차가 필요하다.

후베이성 과학기술청은 파키스탄의 모 업체가 한위안1호를 발주했다고 밝혔다. 첫 해외 수출이다. 후베이일보는 "한위안1호는 전 세계 중성원자 양자컴퓨터 분야에서 양산과 납품에 성공한 몇 안 되는 기기"라며 "이번 성과를 계기로 중국은 서방에 의존하던 공급망 구조를 깨고 중성원자 양자컴퓨터 분야에서 자주적 우위를 확립했다"고 전했다. 양자컴퓨터는 기존의 컴퓨터로 100년이 걸릴 계산을 단 1초 만에 풀 수 있는 차세대 기술로 꼽힌다. 기존의 전자회로 대신 '양자비트(qubit)'라는 단위를 사용하며 이 비트는 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있다. 이 때문에 암호 해독과 신소재 개발 등 고난도 계산을 처리할 수 있다.

전 세계 양자컴퓨터 경쟁은 △초전도체 △이온 포획 △중성원자 등 세 가지 형태로 전개되고 있다. 미국이 초전도체 방식을 주도하고 있는 가운데 중국이 중성원자 방식의 독자 개발에 성공하면서 양자컴퓨터 시장에서 미·중 간 기술 경쟁도 본격화될 것으로 보인다. 중국 정부는 양자기술 분야에 대대적인 지원을 하고 있다. 시진핑 중국 국가주석은 글로벌 경쟁력을 강화하기 위해 2035년까지 양자기술을 선도한다는 혁신 주도 성장전략 비전을 2017년 제19차 중국 공산당 전국인민대표대회(전인대)에서 제시했다. 또 제13차(2016~2020년)·14차(2021~2025년) 5개년 계획을 통해 양자기술을 국가 전략에 포함시켰다. 제13차 5개년 계획에서는 2030년까지 국가 양자 인프라 확충과 양자 컴퓨터 프로토타입 개발, 양자 시뮬레이터 구축 등 양자 통신·컴퓨팅 분야에서 획기적인 발전을 목표로 하는 '메가프로젝트'를 시작했다.

제14차 5개년 계획을 통해서는 양자기술에 대한 중국의 구체적이고 야심 찬 목표를 제시했다. 중국의 리더십을 강화하고자 양자 정보를 전담하는 국립 연구소 설립을 추진했다. 아울러 중국 공업정보화부는 지난해 발표한 문서에서 양자컴퓨팅을 '미래 산업'으로 규정하기도 했다.



김대호 글로벌이코노믹 연구소장 tiger8280@g-enews.com

<저작권자 ⓒ 글로벌이코노믹 무단전재 및 재배포금지>