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[애플경제 이보영 기자] 양자컴퓨팅이 빠르면 5년 이내 실용화될 것이라는 전망이 우세한 가운데, 양자인터넷 역시 그 만큼 앞당겨 실현될 것으로 예상된다. 양자인터넷은 기존의 컴퓨팅에서 한발 나아가 융합과 초연결의 수단으로 부상하며, 몇 초 이내에 방대한 양의 데이터를 처리하고 연결할 수 있다. 이를 두고 전문가들은 “진정한 4차산업혁명의 완성”이라고 방점을 찍기도 한다.

양자 인터넷은 일단 클라우드 양자 컴퓨터에 그 기반을 두고 있다. 서로 멀리 떨어진 클라우드 양자 컵퓨터를 서로 연계할 수 있다. 이에 관한 연구보고서를 낸 한국지능정보원의 배준우 연구원은 “한 사용자가 두 개의 클라우드 양자 컴퓨팅 서비스를 사용한다면, 동시에 양자 컴퓨터의 큐비트들도 사용자를 기술하는 비트를 통해 서로 연계되어 있다.” 그렇게 되면 클라우드 양자 컴퓨팅 서비스의 물리적 큐비트들이 서로 얽힘을 공유하게 되는 것이다. 즉 큐비트의 상태들에 대해 텔레포테이션(정보 전달)을 적용한다면, 두 양자 컴퓨터는 큐비트를 통해 연계되어 분산 양자 컴퓨팅을 수행할 수 있다.“고 설명했다.∙

그 만큼 기능과 속도, 처리 용량 등이 획기적으로 증대되는 것이다. 전문가들에 의하면 양자인터넷은 기존 이진법적 질서와는 달리, ‘중첩’과 ‘얽히고 설킴’을 통해 이원적인 0과 1을 새롭게 융합된 ‘의미’로 재생산해낸다. 이분법적 ‘비트’가 아니라, ‘큐비트’로 작동하는 것이다. ‘큐’는 양자(Quantum)의 알파벳 두 문자다. 또 ‘임의’(任意, random)라는 의미도 내포됭 있다. 그래서 큐비트는 비트와는 달리, ‘중첩’이라는 양자역학 원리를 통해 서로 다른 선택지들을 ‘임의로운’(랜덤의) 의미로 통합시키는 원리다.

큐비트와 큐비트의 사슬은 또한 서로 연결되어 얽히고 설킨다. 그로 인해 양자컴퓨팅은 큐비트끼리 맞물려 돌아가는, 병렬의 메트릭스에 의해 지수(무한 제곱)함수의 가공할 위력을 발휘하게 된다. 그 어떤 컴퓨터도 따라잡을 수 없는 속도와, 현재의 컴퓨팅 기술로는 상상할 수조차 없는 처리 능력으로 방대한 데이터를 순식간에 계산하고 해독하며 라벨링할 수 있는 것이다. 양자컴퓨팅은 그래서 탈(脫)이진법의 다이어그램으로 주목받고 있다.

앞서 배 연구원은 “양자기술 기반의 양자 컴퓨터들은 서로 잡음을 포함하고 있으나, 양자 인터넷을 통해 연계되어 더 많은 수의 큐비트를 다루고 정보처리에 활용할 수 있다.”고 규정했다. 그는 또 “양자 인터넷은 양자 기술의 역량을 더 향상할 수 있다.”면서 “양자 인터넷을 가능하게 하는 핵심 기술은 멀리 떨어진 큐비트와 큐비트를 서로 연계하는 것이다. 원자는 한 장소에서 정지한 큐비트로 활용될 수 있으며 광자는 큐비트를 연계하는 데에 활용될 수 있다”고 덧붙였다.

다만 일부 전문가들은 사이버 보안을 걱정하기도 한다. 공격자들은 “순식간에 방대한 데이터를 해독해내므로, 현존하는 그 어떤 암호화도 깨버릴 것”이란 우려다. 그러나 이에 대해 “기우”라는 반박도 적지 않다. 즉 “양자컴퓨팅도 풀지 못하는 동형암호나 격자(lattice) 암호화의 기술이 발전하고 있어, 그런 우려도 기우가 될 것”이라는 주장이다.

배 연구원은 그 보단 “양자 인터넷은 물리적으로 가장 근본적인 수준에서 정보를 지닌 객체를 서로 연계한다.”고 장점을 더욱 강조하며 “양자 인터넷을 통해 연계된 큐비트와 비트는 현재 비트만을 연계한 네트워크와는 비교가 알 될 만큼 높은 수준의 암호, 더 효율적인 통신, 더 빠른 속도의 컴퓨팅을 구현한다.”고 기대했다.