양자 컴퓨팅 · 양자 암호 · 포스트 퀀텀
Qubit · 중첩 · 얽힘 + Shor 알고리즘 위협 + QKD + PQC(CRYSTALS-Kyber).
2024년 NIST PQC 표준 확정 이후 매회 출제. 양자 비트 특성(중첩·얽힘), Shor 알고리즘의 RSA 위협, QKD vs PQC 차이, BB84 프로토콜이 핵심.
양자 컴퓨팅은 양자역학 원리를 계산에 활용한다. 고전 컴퓨터의 bit가 0 OR 1이라면, 양자 컴퓨터의 Qubit(큐비트)는 0과 1을 동시에(중첩) 표현할 수 있다. N큐비트는 2ⁿ 상태를 병렬 처리.
| 개념 | 설명 |
|---|---|
| Qubit | 양자 비트. |0⟩ + |1⟩ 중첩 상태 |
| 중첩(Superposition) | 관측 전까지 여러 상태 동시 존재 |
| 얽힘(Entanglement) | 두 큐비트가 거리 무관 즉각 연동 |
| 관측 붕괴 | 측정 순간 하나의 상태로 결정 |
Shor 알고리즘 — 양자 컴퓨터에서 소인수분해를 지수→다항 시간으로 풀 수 있다. → RSA·ECC 암호 무력화 위험. 현재 암호 체계 전면 교체(포스트 퀀텀 암호, PQC)가 시급.
QKD vs PQC - QKD(Quantum Key Distribution): 양자 채널로 키 분배. BB84(1984) 대표. 도청 시 큐비트 상태 붕괴로 감지 가능. 하드웨어 필요. - PQC(Post-Quantum Cryptography): 양자 컴퓨터로도 풀기 어려운 고전 수학 기반 암호. NIST 2024 표준: CRYSTALS-Kyber(키 교환), CRYSTALS-Dilithium(서명). 소프트웨어로 즉시 적용 가능.
양자 우위(Quantum Supremacy) — 특정 문제에서 양자 컴퓨터가 고전 최고 속도를 능가하는 순간. 2019년 Google Sycamore(53큐비트)가 첫 선언. 그러나 실용 문제는 아니었고, 암호 파괴 수준 실용 양자 컴퓨터는 2030~2035년 예상.
양자 비트(Qubit)가 0과 1을 동시에 표현할 수 있는 특성의 이름은?
양자 컴퓨터에서 소인수분해를 빠르게 풀어 RSA를 위협하는 알고리즘의 이름은?
양자 채널로 키를 분배하는 기법을 ( ㉠ )이라 하고, 양자 컴퓨터에도 안전하다고 알려진 고전 수학 기반 암호를 ( ㉡ )(이)라 한다.
얽힘(Entanglement)은 두 큐비트가 물리적으로 인접해 있을 때만 성립한다.