마이크로소프트의 양자 컴퓨팅, 블록체인 채굴의 새로운 시대를 예고하다

최종편집 2024-12-06(금)

마이크로소프트와 캘리포니아 소재 기술 기업 Atom Computing이 최근 양자 컴퓨팅 분야에서 중요한 진전을 이뤘습니다. 이는 블록체인 채굴에 필요한 작업증명(Proof-of-Work, PoW) 방식을 근본적으로 변화시킬 가능성을 시사합니다.

최대 효율을 구현한 양자 컴퓨팅 시스템

양사가 개발한 시스템은 80개의 물리적 큐비트를 사용해 24개의 얽힌 논리 큐비트를 생성했습니다. 이는 오류 교정 기술을 사용하여 지금까지 달성된 가장 높은 수준의 얽힌 논리 큐비트 기록입니다.

기존에는 하나의 논리 큐비트를 생성하기 위해 수천 개의 물리적 큐비트가 필요하다는 것이 일반적인 예상이었습니다. 그러나 이번 기술 발전으로 시스템의 확장 가능성과 상용화 시점이 크게 앞당겨질 가능성이 열렸습니다.

작업증명과 양자 컴퓨팅의 충돌

SHA-256 암호화는 비트코인과 같은 블록체인 네트워크에서 작업증명의 핵심 퍼즐 역할을 합니다. 채굴자는 블록의 헤더 해시값을 추측하여 네트워크의 난이도 목표를 충족해야 블록을 추가할 수 있습니다.

현재의 채굴 환경에서 난이도는 약 2,016 블록마다 조정되며, 이는 대략 10분 간격으로 새로운 블록이 생성되도록 보장합니다. 이로 인해 기존 채굴기술로는 점점 더 어려운 문제를 풀어야 하는 상황입니다.

양자 알고리즘: Grover’s Algorithm

이론적으로, Grover’s Algorithm은 기존의 무차별 대입법보다 두 배 더 빠르게 데이터를 처리할 수 있는 양자 알고리즘으로, SHA-256을 깨뜨릴 잠재력을 가지고 있습니다.

그러나 이 알고리즘이 대규모 문제에 적용되려면 수백에서 수천 개의 오류 교정된 논리 큐비트가 필요합니다. 현재로서는 이를 구현할 수 있는 양자 하드웨어가 개발되지 않았습니다.

양자 채굴의 잠재력

단순 계산으로 Grover’s Algorithm은 SHA-256의 난이도를 약 절반으로 줄일 수 있습니다. 이와 함께 양자역학이 제공하는 초위치(superposition)와 간섭(interference) 특성은 추가적인 속도 향상을 가능하게 합니다.

결국 비용 효율성을 고려할 때, 양자 컴퓨팅을 활용한 채굴 시스템은 기존의 고전적 채굴기를 능가할 가능성이 있습니다. Microsoft와 Atom Computing의 시스템이 3,000개의 논리 큐비트를 달성한다면, 기존 채굴 풀을 압도하고 대규모 블록 채굴을 달성할 수 있을 것으로 보입니다.