2026년은 결정적인 전환점입니다. 2조 5천억 달러 규모의 암호화폐 시장이 양자 컴퓨팅이 NISQ에서 내결함성 시스템으로 전환함에 따라 비대칭 위협에 직면해 있습니다. 세 가지 양자 위협, 기업 로드맵, 그리고 긴급한 이중 트랙 마이그레이션 노력을 추적하세요. Quantum Resistant Ledger(QRL)는 2018년부터 운영되며, 비트코인과 이더리움이 급하게 구현하려는 보호 기능을 이미 제공하고 있습니다. 질문에 대한 답변을 찾고, QRL의 QRL 2.0 업그레이드를 통해 양자 보안 기반 레이어에서 EVM 호환 스마트 계약에 대해 알아보세요.
최종 업데이트: 2026년 2월 8일
⚠️ 긴급: 양자 위협이 이론에서 일정표로 전환되었습니다
연방 기관(FBI, CISA, NIST)은 양자 위협을 이론적이 아닌 실질적 위협으로 선언했습니다. 물리학은 증명되었습니다: 3개 대륙의 4개 독립 팀이 양자 오류 수정이 작동함을 입증했습니다. 암호학적으로 유의미한 양자 컴퓨터로의 확장은 이제 순수한 공학의 영역입니다. Nature(2026년 2월)는 연구자들 사이의 "분위기 전환"을 확인합니다: 사용 가능한 양자 컴퓨터가 수십 년이 아닌 10년 내에 실현됩니다. 한편, QLDPC 기반의 새로운 아키텍처(Iceberg Quantum Pinnacle Architecture, 2026년 2월)는 RSA-2048 해독에 필요한 하드웨어 임계값을 약 100만 물리 큐비트에서 10만 개 미만으로 낮춰, 암호학적으로 유의미한 양자 컴퓨터가 이미 근미래 하드웨어 로드맵의 사정권 안에 들어왔음을 의미합니다.
핵심 수치
2조 5천억 달러 규모의 암호화폐 시장은 양자 공격에 취약한 암호화 기반 위에 놓여 있습니다. 2024년 글로벌 양자 투자는 20억 달러에 달했으며, 전 세계 정부 누적 투자액은 540억 달러를 초과했습니다. 물리-논리 큐비트 오버헤드의 감소는 암호화 붕괴 시점인 "Q-Day"를 현재 10년 내로 앞당기고 있습니다.
2025년 노벨상이 양자 컴퓨팅을 확립된 과학으로 검증했습니다. 2026년에 업계는 "양자 우위"에서 "QuOps"(오류 없는 양자 연산)로 전환하여 진전을 위한 결정적인 지표로 삼고 있으며, 이는 가치가 원시 큐비트 수가 아닌 지속적인 연산에서 나온다는 성숙한 이해를 반영합니다.
최신
Nature, "분위기 전환" 확인 - 10년 내 실용적 양자 컴퓨터
Nature의 주요 기사가 양자 컴퓨팅의 "분위기 전환"을 선언했습니다: 연구자들은 이제 유용한 양자 컴퓨터가 수십 년이 아닌 10년 내에 도래할 수 있다고 믿고 있습니다. 기사는 Google, Quantinuum, Harvard/QuEra, 중국 USTC(주충지 3.2) 네 팀이 임계값 이하 양자 오류 수정을 시연했다고 인용합니다.
핵심 인용:
- Dorit Aharonov(히브리대학교): "이 시점에서 양자 계산이 실현될 것이라는 확신이 훨씬 강해졌으며, 타임라인이 사람들이 생각했던 것보다 훨씬 짧습니다. 새로운 시대에 진입했습니다."
- Nathalie de Leon(프린스턴): 이 변화를 "분위기 전환"으로 묘사 - "사람들이 이제 받아들이기 시작했습니다."
- 루차오양(USTC): 2035년까지 내결함성 양자 컴퓨터 예상.
암호화폐 영향: 세 대륙의 네 독립 팀이 오류 수정의 기초 물리학이 작동한다는 것을 증명했습니다. 남은 과제는 엔지니어링과 제조이며, 예측 가능한 확장 곡선과 막대한 투자가 뒷받침합니다.
Iceberg Quantum Pinnacle Architecture, RSA-2048 해독에 필요한 물리 큐비트를 10만 개 미만으로 낮추다
Iceberg Quantum(시드니 기반 스타트업, 시드 투자 600만 달러 유치)이 Pinnacle Architecture를 공개했습니다. 이는 표면 코드 대신 양자 LDPC 코드(QLDPC)를 사용하는 내결함성 양자 컴퓨팅 설계입니다. 표준 하드웨어 가정 하에서(물리 오류율 10⁻³, 코드 사이클 시간 1µs, 반응 시간 10µs), 이 아키텍처는 10만 개 미만의 물리 큐비트로 RSA-2048을 인수분해할 수 있습니다. 이는 Gidney(2025)의 기존 최고 추정치인 약 100만 개보다 한 자릿수 낮은 혁신적인 수치입니다.
작동 원리: 이 아키텍처는 세 가지 모듈식 구성 요소로 이루어집니다. ①브리지형 QLDPC 코드 블록(일반화 자전거 코드)으로 구성된 처리 장치: 거리 16에서 약 860개의 물리 큐비트에 14개의 논리 큐비트 인코딩(표면 코드는 동일 거리에서 약 511개 물리 큐비트로 논리 큐비트 1개); ②매직 엔진: 매직 상태를 동시에 생성·소비하여 T 게이트의 연속 파이프라인 구현; ③효율적인 큐비트 저장을 위한 메모리 블록. 'Clifford 프레임 클리닝'이라는 새로운 기법이 유연한 병렬성을 실현합니다.
RSA-2048 인수분해 핵심 수치:
- 최소 큐비트 구성: 물리 큐비트 97,000개, 실행 시간 약 1개월
- 고속 구성: 물리 큐비트 151,000개, 실행 시간 약 1주일
- 포획 이온 구성: 물리 큐비트 310만 개, 실행 시간 약 1개월
암호학에 대한 시사점: 기존 추정치는 RSA-2048 해독에 약 100만 개의 물리 큐비트가 필요하다고 봤습니다. QLDPC 코드는 이를 10분의 1로 압축합니다. Iceberg는 PsiQuantum, Diraq, IonQ와 파트너십을 맺고 있으며, 세 기업 모두 3~5년 내에 이 규모의 시스템 실현을 전망합니다. 이 성과는 시뮬레이션 및 이론적 추정을 기반으로 하며(실험적 시연 아님), 암호학적으로 유의미한 양자 컴퓨팅의 하드웨어 임계값을 근본적으로 재설정합니다.
중요한 주의 사항: 이 논문은 ECDSA/secp256k1을 직접 다루지 않습니다. 유사한 QLDPC 기반 아키텍처를 타원 곡선 암호 분석에 적용하면 비트코인 키 해독에 필요한 큐비트 수가 현재 추정치인 800만 개를 크게 하회할 수 있습니다.
QuTech(델프트)와 ICMM-CSIC(마드리드) 연구진이 Majorana 기반 위상학적 큐비트에 저장된 양자 정보의 단발·실시간 판독을 세계 최초로 시연하여 Nature에 게재했습니다. 양자 커패시턴스를 전역 프로브로 활용하여 최소 Kitaev 체인의 짝수/홀수 패리티 상태를 구분하는 데 성공했으며, 패리티 결맞음 시간은 1밀리초를 초과했습니다.
왜 중요한가: 위상학적 큐비트(Microsoft의 주요 접근법)는 Majorana 제로 모드 전반에 걸쳐 정보를 비국소적으로 저장하여 국소 노이즈에 내재적으로 강한 내성을 가집니다. 그러나 이 동일한 특성이 오랫동안 판독을 어렵게 만들었습니다. 이번 돌파구는 위상학적 보호를 손상하지 않고 판독 문제를 해결하여, 실용적인 Majorana 기반 양자 컴퓨터에 필요한 측정 기본 요소를 확립했습니다.
QuTech(델프트 공과대학교)가 Nature Electronics에 QARPET 플랫폼(Qubit-Array Research Platform for Engineering and Testing, 큐비트 어레이 엔지니어링 및 테스트 연구 플랫폼)을 발표했습니다. 23×23 그리드에 최대 1,058개의 반도체 스핀 큐비트를 수용하는 크로스바 타일 칩 아키텍처로, 필요한 제어 라인은 53개에 불과합니다. 이 칩은 제곱밀리미터당 약 200만 개라는 놀라운 밀도를 달성합니다.
왜 중요한가: 양자 프로세서 확장에는 대형 어레이 전반에 걸친 큐비트의 통계적 특성 파악이 필수적입니다. QARPET은 기존 반도체 칩 산업 관행에 맞춰 반도체 큐비트 테스트를 가능하게 하며, 단 한 번의 냉각으로 수백 개의 큐비트를 특성화할 수 있습니다. 이를 통해 기존 CMOS 제조 인프라를 활용한 100만 큐비트 반도체 양자 컴퓨터로 가는 길이 가속화됩니다.
Reed-Muller 코드, 보조 큐비트 없이 완전한 Clifford 군 구현 가능함을 입증
오사카, 옥스퍼드, 도쿄의 연구진이 고율 양자 Reed-Muller 코드를 사용하면 보조 큐비트 없이 횡단 게이트와 폴드 횡단 게이트만으로 완전한 논리 Clifford 군을 구현할 수 있음을 입증했습니다. 논리 큐비트 수가 블록 길이에 거의 선형으로 증가하는 코드 패밀리로는 최초의 구성입니다.
왜 중요한가: 이는 QLDPC 코드와 함께 내결함성 양자 컴퓨팅 오버헤드를 줄이는 또 다른 경로를 제공합니다. Clifford 게이트에 대한 보조 큐비트 요구 사항을 제거하면 논리 연산당 필요한 물리 큐비트 수가 줄어들어, 암호학적으로 유의미한 계산을 위한 하드웨어 임계값이 더욱 압축됩니다.
새로운 연구가 비트코인의 secp256k1 곡선을 깨는 데 필요한 양자 리소스 추정치를 크게 수정했습니다. Kim et al.은 타원 곡선에 대한 Shor 알고리즘의 최적화된 양자 회로를 제시하며, Roetteler et al.(2017)과 Häner et al.(2020)을 포함한 모든 이전 연구 대비 큐비트 수 × 깊이 곱에서 최대 40% 개선을 달성했습니다.
널리 인용되는 "약 2,330 논리 큐비트"는 비실용적으로 긴 실행 시간을 가진 큐비트 최소화 설계였습니다. 실용적 공격(약 2시간 완료)에는 약 6,500 논리 큐비트와 약 800만 물리 큐비트가 필요합니다.
결론: 현재 양자 하드웨어(Quantinuum Helios: 98 물리 큐비트, 48 논리)는 이 임계값에서 여전히 멀지만, 2029-2033년까지 실용 규모 양자를 목표로 하는 기업 로드맵은 이를 향후 10년 내 범위에 놓고 있습니다.
ETH Zurich와 Paul Scherrer 연구소 연구원들이 17큐비트 초전도 프로세서에서 격자 수술을 시연했습니다 - 이 중요한 연산이 초전도 큐비트에서 수행된 것은 최초입니다. Nature Physics에 발표된 이 연구에서 팀은 거리-3 표면 코드를 사용하여 단일 논리 큐비트를 두 개의 얽힌 논리 큐비트로 분할하면서 비트 플립 오류를 지속적으로 수정했습니다.
중요성: 격자 수술은 내결함성 양자 컴퓨팅을 위한 핵심 연산입니다. 연구원 Ilya Besedin은 설명합니다: "격자 수술 연산이 바로 그 연산이며, 다른 모든 것은 이로부터 구성할 수 있습니다." 이는 IBM, Google, USTC가 추구하는 주요 아키텍처인 초전도 양자 컴퓨터의 확장에서 주요 장애물을 제거합니다.
스탠포드 연구원들이 Nature에 획기적 논문을 발표했습니다: 개별 원자에서 광자를 효율적으로 포착하여 모든 큐비트의 병렬 판독을 가능하게 하는 새로운 광학 캐비티 어레이. 팀은 40개 캐비티 작동 어레이와 500개 이상의 프로토타입을 시연했으며, 수만 개로의 명확한 경로를 제시했습니다.
중요성: 백만 큐비트 양자 컴퓨터의 가장 큰 장벽 중 하나는 큐비트 판독이었습니다 - 원자가 광자를 너무 느리게 모든 방향으로 방출합니다. 스탠포드의 마이크로렌즈 장착 캐비티는 각 원자의 빛을 특정 방향으로 효율적으로 유도하여 이를 해결합니다.
프랑스 캣 큐비트 양자 컴퓨팅 회사 Alice & Bob(NVIDIA 파트너)가 "엘리베이터 코드"를 발표했습니다 - 약 3배의 큐비트만으로 10,000배 낮은 논리 오류율을 달성하는 새로운 오류 수정 기술입니다. 이 기술은 계산 중 논리 보조 큐비트를 "위아래로 이동"시켜 추가적인 비트 플립 보호를 제공합니다.
중요성: 오류 수정 오버헤드는 유용한 양자 컴퓨터를 구축하는 데 가장 큰 장애물입니다. Alice & Bob의 캣 큐비트는 한 가지 오류 유형(비트 플립)에 자연적으로 보호되며, 이 엘리베이터 코드는 최소 비용으로 그 보호를 배가시킵니다.
독일 뷔르츠부르크 율리우스 막시밀리안 대학교 연구원들이 강유전체 바륨 티타네이트 결정을 III-V 광자 플랫폼에 통합하여 초고속, 초저손실 광학 위상 변조기를 개발했습니다. 660만 유로의 연방 자금 지원으로 이 칩은 거의 손실 없이 매우 빠른 속도로 광신호를 제어합니다.
중요성: 양자 광자 회로는 매우 높은 속도와 극히 낮은 광학 손실을 겸비한 구성 요소가 필요합니다 - 작은 손실도 양자 상태를 붕괴시킵니다.
중국 과학기술대학교(USTC)가 107큐비트 주충지 3.2 프로세서를 사용하여 표면 코드 임계값 이하의 내결함성 양자 오류 수정을 시연했습니다. Physical Review Letters의 편집자 추천으로 발표되었으며, 팀은 거리-7 표면 코드를 사용하여 Λ = 1.40의 오류 억제 계수를 달성했습니다.
네 번째 팀: 이로써 USTC는 Google, Quantinuum, Harvard/QuEra에 이어 전 세계에서 네 번째로 임계값 이하 QEC를 달성한 팀이며, 미국 외 최초입니다.
Ubuntu 26.04 LTS("Resolute Raccoon", 2026년 4월 23일 출시)는 OpenSSH 및 OpenSSL에서 하이브리드 포스트양자 알고리즘을 사용한 포스트양자 암호화를 기본으로 활성화하여 출시됩니다. 모든 암호화 통신에서 PQC를 기본으로 설정한 최초의 주요 Linux 배포판입니다.
암호화폐 영향: 세계에서 가장 인기 있는 서버 OS가 PQC를 기본으로 설정하면, 포스트양자 전환이 더 이상 이론적이 아닌 프로덕션 인프라에서 출시되고 있음을 의미합니다. 비트코인과 이더리움은 여전히 양자 취약한 ECDSA를 유일한 서명 방식으로 사용하고 있습니다.
로스앨러모스 국립연구소가 전용 양자 컴퓨팅 센터를 설립하여 국가 안보, 알고리즘, 컴퓨터 과학, 인력 개발 분야의 최대 30여 명의 양자 연구원을 통합했습니다. 센터는 DARPA의 양자 벤치마킹 이니셔티브, DOE의 양자 과학 센터, NNSA의 Beyond Moore's Law 프로젝트를 지원합니다.
Michael Strike(Quantum Compliance, LLC)의 새로운 프리프린트가 포스트양자 디지털 서명 알고리즘만으로는 기존 프로토콜 의미론 하에서 비트코인의 일관된 마이그레이션을 지원하기에 불충분함을 공식적으로 입증합니다. 분석은 특정 암호 구성이나 거버넌스 메커니즘을 평가하는 대신, 나카모토가 원래 정의한 소유권, 유효성, 합의에 관한 비트코인의 정의에서 발생하는 구조적 제약에 초점을 맞춥니다.
핵심 발견: 비트코인의 기본 가정을 고정하면 - 서명 정의 소유권, 불변 원장 이력, 독립적 노드 검증 - 기반 합의 의미론을 수정하지 않고는 특정 마이그레이션 목표를 동시에 충족할 수 없습니다.
중요성: 비트코인의 양자 마이그레이션 과제는 단순한 암호학 문제가 아니라 근본적인 프로토콜 설계 문제입니다.
QLDPC 코드가 판도를 바꾸다: Iceberg Quantum의 Pinnacle Architecture는 QLDPC 코드를 사용하면 RSA-2048을 10만 개 미만의 물리 큐비트로 해독할 수 있음을 보여줍니다. 이는 표면 코드 추정치의 10분의 1에 해당합니다. 하드웨어 파트너 PsiQuantum, Diraq, IonQ 모두 3~5년 내에 이 규모의 시스템 실현을 전망합니다.
임계값 이하 4개 팀: Google, Quantinuum, Harvard/QuEra, USTC 모두 독립적으로 임계값 이하 QEC를 시연. 2년 전에는 0개였습니다.
위상학적 큐비트의 도약: QuTech가 양자 커패시턴스를 통해 Majorana 큐비트를 세계 최초로 판독하는 데 성공(Nature 게재)하며 10년 묵은 실험적 난제를 해결. Microsoft의 위상학적 접근법이 신뢰성을 얻고 있습니다.
격자 수술 시연: ETH Zurich가 초전도 큐비트에서 최초 격자 수술 수행 - 내결함성 컴퓨팅의 핵심 누락 연산.
오류 수정 경제학 변환: Alice & Bob의 엘리베이터 코드(3배 큐비트로 10,000배 오류 감소), IonQ의 Beam Search 디코더(17배 오류 감소), Reed-Muller 코드의 보조 큐비트 오버헤드 제거가 여러 방향에서 동시에 비용 방정식을 변경하고 있습니다.
백만 큐비트 확장 경로 가시화: 스탠포드의 캐비티 어레이 현미경이 대규모 병렬 큐비트 판독 시연. QuTech의 QARPET이 200만 개/mm² 밀도로 1,058개 스핀 큐비트를 벤치마크. 10만+ 큐비트 경로는 이제 물리학이 아닌 엔지니어링.
인프라 이동: Ubuntu 26.04 PQC 기본 탑재. 로스앨러모스 양자 센터 통합. PsiQuantum이 배포 단계를 위해 AMD/Xilinx 베테랑을 CEO로 임명. DARPA Stage B에 11개 기업. 2026년은 양자가 연구실에서 배포로 이동하는 해입니다.
최신
blueqat, 데스크톱 규모 실리콘 양자 컴퓨터 공개
일본 스타트업 blueqat이 SEMICON Japan 2025에서 실리콘 위의 단일 전자 트랜지스터를 사용하는 국내 최초 반도체 양자 컴퓨터를 전시했습니다. 0.3켈빈에서 작동하며, 초전도 시스템보다 훨씬 따뜻한 온도에서 작동합니다.
중요성: 비용 1억 엔 미만(약 67만 달러)-초전도 시스템 가격의 약 1/30. 전력: 1,600W로 수만 킬로와트 대비 대폭 감소. 표준 CMOS 제조와 호환. 데스크톱 폼 팩터.
위협 가속화: 실리콘 양자 컴퓨팅은 기존 반도체 팹을 활용하여 "무어의 법칙 경제학"을 달성할 가능성이 있습니다-대량 생산으로 비용 감소, 반복으로 수율 개선. 이는 CRQC 능력에 대한 타임라인을 극적으로 압축할 수 있습니다. 목표: 2030년까지 100 큐비트.
MIT와 링컨 연구소가 광자 칩에서 편광 구배 냉각을 시연했습니다-통합 나노 스케일 안테나를 사용하여 100마이크로초 내에 이온을 도플러 한계의 10배 아래로 냉각합니다.
중요성: 기존 포획 이온 시스템은 부피가 큰 외부 광학 장치가 필요하여 수십 개의 이온으로 확장을 제한했습니다. 칩 기반 통합은 단일 칩에 수천 개의 이온 사이트를 가능하게 하고 안정성을 향상시킵니다. 이는 암호학적 공격에 필요한 큐비트 충실도를 달성하기 위한 주요 아키텍처인 포획 이온 양자 컴퓨터 확장의 중요한 장벽을 제거합니다.
Equal1이 Bell-1 실리콘 양자 서버를 위해 6천만 달러를 조달했습니다-이미 ESA 우주 HPC 센터에 출하 중입니다. 랙 마운트형, 데이터 센터 준비 완료, 희석 냉동기 불필요. 표준 반도체 제조 사용.
타임라인 압축: 기존 팹 활용으로 반도체 경제학(대량 생산으로 비용 감소) 실현. 다른 아키텍처가 실험실에 남아 있는 동안 이미 생산 단계. 이러한 상용화 경로는 CRQC 타임라인을 가속화할 수 있습니다.
FBI, CISA, NIST가 워싱턴 D.C.에서 "2026 양자 보안의 해" 이니셔티브를 시작하며 양자 위협이 이론에서 운영 단계로 전환되었다고 선언했습니다. 연방 기관은 2035년까지 암호학 전환을 완료해야 하며, 인프라 업그레이드에 5-7년이 걸리므로 즉각적인 조치가 필요합니다.
"지금 수집, 나중에 해독" 위기: 적대 세력이 미래 양자 해독을 위해 오늘날 암호화된 블록체인 거래를 적극적으로 가로채고 저장하고 있습니다. "Q-Day"를 넘는 저장 기간을 가진 데이터는 가로채진 경우 사실상 지금 침해되었습니다.
중요한 계산: Q-Day가 8년 후(2034년)이고 마이그레이션에 5-7년이 걸린다면, 오늘 시작하는 조직은 "간신히 제때"입니다. 비트코인과 이더리움은 필수 마이그레이션을 시작하지 않았습니다.
Quantinuum이 200억 달러 이상의 평가액을 목표로 하는 비공개 IPO 등록을 신청했습니다. 분석가들은 이를 양자의 "넷스케이프 모멘트"라고 부릅니다-기관 자본은 이제 양자를 투기적 연구가 아닌 상업적으로 실행 가능한 것으로 봅니다.
타임라인 가속화: 공개 시장은 신속한 확장, 인재 확보, 제조를 위한 자본을 제공합니다. Quantinuum은 2025년에 100개의 신뢰할 수 있는 논리 큐비트를 시연했으며 오류율은 물리 큐비트보다 800배 낮았습니다-상업적 실행 가능성의 증거.
최신
2026 타임라인 압축: 모든 장벽이 동시에 무너짐
실리콘 경제학: blueqat(67만 달러 시스템), Equal1(현재 출하 중), Intel/AIST 파트너십이 기존 팹 활용-큐비트의 잠재적 "무어의 법칙" 확장.
오류 정정 해결됨: 120개 QEC 논문(2025년) vs. 36개(2024년). IonQ Beam Search(17배 오류 감소), 일본 이론적 한계 근접 정확도. 중요한 병목 현상 제거.
상업 자본: Quantinuum 200억 달러+ IPO, D-Wave 5억 5천만 달러 인수, Equal1 6천만 달러. 연구 보조금 → 상업 시장 = 기하급수적 가속화.
물리학 위험 사라짐: Google Willow가 임계값 이하 오류 정정 입증. 수백만 큐비트로의 확장은 이제 순수한 엔지니어링 문제.
전문가 합의 변화: 보수적인 "2035+" 타임라인이 점점 의문시되고 있습니다. CRQC로의 여러 경로가 동시에 검증되고 있습니다.
D-Wave, Quantum Circuits를 5억 5천만 달러에 인수, 2026년 게이트 모델 출시 목표
D-Wave가 Quantum Circuits Inc.를 인수했습니다(5억 5천만 달러: 주식 3억 달러, 현금 2억 5천만 달러), 어닐링과 오류 정정된 게이트 모델 기술을 결합합니다. Rob Schoelkopf 박사(트랜스몬 및 이중 레일 큐비트 발명자, 예일 대학교 교수)가 게이트 모델 개발을 주도합니다.
주요 이정표: D-Wave가 게이트 모델 큐비트용 "확장 가능한 온칩 극저온 제어"를 시연했습니다-업계 최초의 돌파구로 주요 확장 장애물 제거. 2026년에 첫 번째 이중 레일 시스템의 일반 출시를 계획하고 있습니다.
의미: 어닐링(최적화)과 게이트 모델(암호학 관련) 능력을 모두 갖춘 유일한 회사. 이전 예측보다 수년 앞서 게이트 모델을 시장에 출시합니다.
국제 팀이 Nature Photonics에 포괄적인 리뷰를 발표하여 양자 구조 광이 실험적 호기심에서 소형 칩 기반 기술로 진화했음을 보여주었습니다. 고차원 광자는 양자 통신 보안과 컴퓨팅 효율성을 향상시킵니다.
실용적 영향: 생물학적 이미징을 위한 홀로그래픽 양자 현미경, 극도로 민감한 양자 센서가 실현 가능해졌습니다. 분야가 상업적 배포의 전환점에 도달했습니다.
Nature Communications에 게재된 IonQ의 연구에서 최대 우도 디코딩 대신 "Beam Search"를 구현하여 양자 오류 정정(QEC) 디코딩의 주요 돌파구를 달성했습니다. 효율적인 근사 방법을 통해 속도와 정확도의 균형을 맞추어 물리 큐비트 추가 없이 디코딩 실패율을 17배 감소(0.17%에서 0.01%로)시켰습니다. 이 혁신은 실시간 수정을 위한 지능형 경로 가지치기를 사용하여 더 빠르고 확장 가능한 내결함성 양자 컴퓨팅을 가능하게 합니다. IonQ의 구현은 검증된 근사 알고리즘과 양자 특화 최적화를 결합하며, 결과는 오픈 소스 코드로 실험적으로 검증되었습니다. 이것은 QEC Report 2025에서 확인된 중요한 병목 현상인 1μs 이내의 실시간 디코더 오류 정정 사이클을 해결합니다.
Nature Communications에 게재된 연구에서 도쿄 대학, 후지쯔, RIKEN의 연구진이 2큐비트 시스템에서 실리콘 스핀 큐비트를 사용하여 내결함성 양자 컴퓨팅을 위한 이론적 임계값 이하의 게이트 오류 정정을 달성했습니다. 강화학습을 사용한 펄스 수준 최적화, 정밀한 큐비트 제어를 위한 해밀토니안 추정, 환경 섭동에 대한 실시간 보상을 구현하여 99.72%의 게이트 충실도를 달성했습니다. 이것은 오랫동안 고충실도 연산에 어려움이 있다고 여겨졌던 실리콘 큐비트가 이제 대규모 오류 정정에 필요한 임계값을 초과할 수 있음을 보여줍니다. 실리콘의 기존 반도체 제조와의 호환성은 이 성과를 실용적인 양자 컴퓨팅 확장성에 중요하게 만듭니다.
Nature Physics에 게재된 연구에서 양자 확장기 코드(양자 저밀도 패리티 검사(QLDPC) 코드의 일종)를 사용하여 내결함성 양자 계산이 다항로그 시간 오버헤드(t → t × log^c(t), c ≈ 2)와 상수 공간 오버헤드로 달성 가능함을 증명하는 주요 이론적 돌파구를 달성했습니다. 이것은 다항식 오버헤드가 필요했던 이전 접근법을 크게 개선하여 처음으로 효율적인 범용 내결함성 양자 계산을 보여줍니다. 이 증명은 횡단 연산과 QLDPC 코드 수술의 연결을 사용하여 근최적 효율성을 유지하면서 보편성을 달성합니다. 이것은 실용적인 자원 요구사항을 가진 대규모 내결함성 양자 시스템 구축을 위한 이론적 프레임워크와 로드맵을 제공합니다.
Nature Communications에 게재된 연구에서 D-Wave Quantum이 25밀리켈빈에서 작동하는 공진 초전도 회로를 사용하여 효율적인 극저온 제어를 달성했습니다. 주요 혁신은 2.5mW 칩 소산(이전 방법의 1/10,000)으로 상온 DAC 출력을 사용하여 양자 처리 장치당 500개 이상의 신호 라인을 가능하게 합니다. 이것은 양자 시스템을 수천 큐비트 이상으로 확장하는 데 가장 중요한 장벽 중 하나인 "배선 문제"를 해결합니다. 이 기술은 생산 준비가 되어 현재 Advantage2 시스템에서 출하 중이며 7,000개 이상의 큐비트 프로세서로 확장을 가능하게 합니다. D-Wave는 완전한 연결성을 갖춘 10,000큐비트 실현 가능성을 시연하여 여러 회사 로드맵에서 확인된 핵심 엔지니어링 제약을 해결했습니다. 이것은 암호학적으로 관련된 응용에 필요한 수천 큐비트로 게이트 기반 및 어닐링 양자 프로세서의 단기 확장을 가능하게 하는 실용적인 솔루션을 나타냅니다.
2025년 노벨 물리학상이 초전도 양자 회로에 대한 기초적인 연구로 John Clarke(UC 버클리), Michel Devoret(예일 대학교), John Martinis(UCSB/전 Google)에게 수여되었습니다. 이 상은 "양자 물리학을 사용하여 계산을 가능하게 하는 초전도 회로 개발"에 대해 수여되었습니다. 이것은 초전도 양자 기술 응용에 대한 최초의 노벨상입니다. 주요 기여로는 Clarke의 초전도 시스템에서의 거시적 양자 터널링 연구, Devoret의 전하, 자속, 위상 큐비트 발명, Martinis의 트랜스몬 큐비트 개발 및 대규모 양자 오류 정정 시연이 포함됩니다. 노벨위원회는 "그들의 연구는 양자 컴퓨팅을 공상과학에서 현실로 끌어올렸으며, 그 잠재력은 엄청납니다"라고 밝혔습니다. 이것은 2012년 이온 트랩 조작에 대한 노벨상에 이어 양자 컴퓨팅을 추측적 연구가 아닌 성숙하고 확립된 물리학으로 검증합니다.
Physical Review Letters에 게재된 연구에서 옥스퍼드 대학교 연구진이 포획 이온 시스템을 사용하여 단일 큐비트 연산에서 99.99985%(오류율 0.000015%)의 세계 기록 게이트 충실도를 달성했습니다. 이것은 이전 업계 벤치마크보다 1-2 자릿수 개선을 나타냅니다. 이 성과는 674nm 광학 전이를 가진 단일 칼슘-40 이온을 사용하여 68억 번의 연속 연산에서 1,000개의 오류만 시연했습니다. 측정된 오류율은 자발 방출에 의해 설정된 이론적 최소값의 10% 이내입니다. 이것은 큐비트 연산의 물리적 한계가 현재 시스템이 달성하는 것보다 훨씬 높다는 것을 보여줍니다. 이전 최고의 상용 시스템(Quantinuum Helios)은 99.92% 충실도를 달성했습니다. 이 결과는 엔지니어링이 개선됨에 따라 양자 컴퓨터가 현재 모델이 가정하는 것보다 훨씬 더 신뢰할 수 있게 될 수 있음을 시사합니다.
Nature에 게재된 연구에서 Microsoft 연구진이 고차원 오류 정정 코드가 동일한 물리 큐비트 수에서 표면 코드보다 극적으로 적은 물리 큐비트로 임계값 이하의 논리 오류율을 달성할 수 있음을 시연했습니다. 4D 쌍곡 코드는 동등한 물리 큐비트 수에서 2D 표면 코드에 비해 1,000배의 논리 오류율 감소와 함께 효과적인 거리 스케일링을 달성합니다. 이 혁신은 물리 큐비트당 더 많은 논리 큐비트와 더 나은 오류 억제 스케일링을 허용하는 쌍곡 기하학을 사용합니다. 이것은 양자 오류 정정에서 무차별 중복성에서 기하학적 효율성으로의 근본적인 전환을 나타냅니다. Microsoft의 접근법은 내결함성 양자 컴퓨팅에 대한 "수백만 큐비트" 추정이 비관적일 수 있으며, 영리한 코드 설계가 향후 5-10년 내에 달성 가능한 시스템으로 유용한 양자 계산을 가능하게 할 수 있음을 시사합니다.
시드니의 Silicon Quantum Computing(SQC) 연구진이 Nature에 발표한 획기적인 논문은 전자 교환 상호작용으로 연결된 두 개의 다핵 스핀 레지스터로 구성된 11큐비트 원자 프로세서를 시연합니다. 이 프로세서는 동위원소 정제된 실리콘-28에 정밀 배치된 인 원자를 사용하여 단일 큐비트 게이트 충실도 최대 99.99%, 2큐비트 CZ 게이트 충실도 99.90%를 달성했습니다 - 이는 실리콘 큐비트로는 최초입니다. 연구팀은 91.4%에서 99.5%(로컬) 및 87.0%에서 97.0%(레지스터 간 비로컬)의 벨 상태 충실도를 시연했으며, 최대 8개의 핵 스핀으로 GHZ 얽힘 상태를 생성했습니다. 핵 스핀 결맞음 시간은 Hahn 에코 재집중으로 660밀리초에 달했습니다. 이는 내결함성 임계값 성능을 유지하면서 이전 반도체 시연 대비 상호 연결된 큐비트 수를 3배 증가시킨 것입니다. 수석 저자 Michelle Simmons는 "상호 연결된 핵 스핀 레지스터에서 높은 충실도 작동을 확립함으로써 원자 프로세서를 이용한 내결함성 양자 계산을 향한 핵심 이정표를 달성했습니다"라고 밝혔습니다.
콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스와 Sandia 국립 연구소의 연구진이 Nature Communications에 발표한 획기적인 연구는 사람 머리카락 지름의 약 100분의 1 크기인 기가헤르츠 주파수 음향-광학 위상 변조기를 시연합니다. 이 장치는 초당 수십억 번 진동하는 마이크로파 주파수 진동을 사용하여 레이저 광을 조작함으로써 포획 이온 및 중성 원자 양자 컴퓨터에 필수적인 정밀 레이저 제어를 가능하게 합니다. 중요한 점은 이 변조기가 상용 대안보다 약 80배 적은 전력을 소비하여 단일 칩에 수천 또는 수백만 개의 광학 채널을 통합할 수 있다는 것입니다. 이 장치는 컴퓨터 및 휴대폰의 프로세서를 뒷받침하는 것과 동일한 기술인 표준 CMOS 제조를 사용하여 제작되어 대량 생산이 실용적이고 저렴합니다. 수석 연구원 Matt Eichenfield는 "창고에 100,000개의 대형 전기-광학 변조기를 놓고 양자 컴퓨터를 구축할 수는 없습니다. 확장 가능한 제조 방법이 필요합니다"라고 밝혔습니다. 이는 원자 기반 양자 컴퓨터를 현재 한계를 넘어 확장하는 데 있어 중요한 병목 현상을 해결합니다.
Nature Communications에 발표된 획기적인 리뷰 논문은 인공지능이 양자 컴퓨팅 개발을 어떻게 가속화하고 있는지 포괄적으로 분석합니다. 28명의 저자(NVIDIA, 옥스퍼드 대학교, 토론토 대학교, NASA Ames)가 공동 연구하여 양자 장치 설계, AlphaTensor-Quantum을 이용한 회로 최적화, GPT 기반 양자 고유값 해석기, 강화 학습 제어, 양자 오류 수정 디코더 등의 AI 응용을 검토했습니다. 주요 발견: 트랜스포머 모델이 컴팩트한 양자 회로 생성, 확산 모델이 유니터리 회로 합성, 강화 학습이 모델 프리 양자 제어 가능. 한계: 지수적 스케일링으로 AI가 양자 시스템을 효율적으로 시뮬레이션할 수 없음. 인재 위기: 전 세계적으로 약 1,800-2,200명의 QEC 전문가만 존재.
니케이에 소개된 일본 양자 컴퓨팅 스타트업 blueqat이 1억 큐비트 반도체 양자 컴퓨터를 목표로 하는 "NEXT Quantum Leap" 프로젝트를 발표했습니다. 시스템 비용은 1억 엔(약 $670K USD) 미만으로 기존 초전도 양자 컴퓨터의 약 1/30 가격입니다. 주요 장점: 전력 소비 대폭 감소(1,600W), 밀리켈빈이 아닌 1켈빈에서 작동, 기존 CMOS 제조 공정과 호환.
일본은 도쿄, 나고야, 오사카, 고베를 연결하는 600킬로미터 규모의 양자 암호화 광섬유 네트워크 구축 계획을 발표했습니다. 이는 세계에서 가장 야심찬 국가 양자 인프라 프로젝트 중 하나입니다. 국립정보통신기술연구소(NICT), 도시바, NEC, 주요 통신 사업자들이 네트워크를 운영할 예정입니다. 목표: 2027년 3월까지 현장 테스트 완료, 2030년까지 전면 배포. 네트워크는 IOWN(Innovative Optical and Wireless Network) 사양을 사용하며, 다중화된 양자 키 분배(QKD)를 통해 동일한 광섬유에서 양자 신호와 기존 데이터를 함께 전송할 수 있습니다. 전략적 목적: "선수집 후해독" 위협으로부터 금융 및 외교 통신을 보호. 투자: 5년간 수백억 엔.
IQM Quantum Computers는 핀란드 기반 생산 시설 확장을 위한 대규모 투자를 발표하며 실험실 규모에서 산업 규모의 양자 컴퓨터 제조로의 전환을 표명했습니다. 4천만 유로(4,600만 달러) 투자로 확장된 클린룸과 양자 데이터 센터를 갖춘 8,000평방미터 규모의 시설을 건설합니다. 생산 능력은 연간 30개 이상의 풀스택 양자 컴퓨터로 두 배 증가하며, 2026년 1분기 완공 예정입니다. IQM의 로드맵은 2033년까지 100만 대의 양자 컴퓨터, 2030년까지 내결함성 양자 컴퓨팅을 목표로 합니다. 11월 13일 발표된 IQM Halocene 제품 라인은 고급 오류 정정 기능을 갖춘 150큐비트 시스템으로 2026년 말 상용화 예정입니다.
칭화대학교 연구진이 arXiv에 양자 인수분해 알고리즘의 중요한 발전을 발표했습니다. 그들은 가역 컴퓨팅에서 영감을 받은 큐비트 재사용 방법을 개발하여 Regev 양자 인수분해 알고리즘의 공간 복잡도를 O(n^{3/2})에서 O(n log n)으로 줄였습니다 - 이론적 하한입니다. 연구팀은 초전도 양자 컴퓨터에서 N=35를 성공적으로 인수분해하여 노이즈 시뮬레이션과 격자 기반 후처리를 통해 실용적 가능성을 입증했습니다. Regev 알고리즘은 RSA를 깨기 위해 Shor 알고리즘보다 작은 회로 깊이를 제공하지만, 이전에는 과도한 큐비트 수가 필요했습니다. 이 최적화는 양자 하드웨어가 확장됨에 따라 RSA에 대한 양자 공격을 더욱 실용적으로 만들며, 암호화폐 보안 일정에 직접적으로 관련됩니다.
IBM과 Cisco는 대규모 내결함성 양자 컴퓨터를 연결하는 네트워크 구축을 위한 획기적인 협력을 발표했습니다. 이 파트너십은 2030년대 초반까지 개념 증명 수준의 네트워크 분산 양자 컴퓨팅을 시연하고, 2030년대 후반에는 도시 및 행성 규모에서 양자 컴퓨터, 센서, 통신을 연결하는 "양자 컴퓨팅 인터넷"의 장기 비전을 목표로 합니다. 기술적 접근 방식은 건물과 데이터 센터 간에 양자 정보를 전송하기 위해 광학-광자 및 마이크로파-광학 변환기 기술을 탐구합니다. 이 파트너십은 주요 기술 인프라 기업들이 양자를 실험실 연구에서 상용 배포로 전환하고 있음을 나타냅니다.
Riverlane과 Resonance는 2025 노벨상 수상자인 John Martinis를 포함한 25명의 글로벌 전문가 인터뷰를 기반으로 포괄적인 양자 오류 정정 보고서를 발표했습니다. 주요 발견: (1) QEC가 모든 주요 양자 컴퓨팅 기업의 보편적 우선순위가 됨; (2) 2025년 10월까지 120편의 QEC 동료 평가 논문 발표(2024년 전체는 36편); (3) 7개의 QEC 코드가 실제 하드웨어 구현: surface, color, qLDPC, Bacon-Shor, Bosonic, MBQC 등; (4) 모든 주요 큐비트 유형이 99% 2큐비트 게이트 충실도 임계값 통과; (5) 중요한 병목 현상 확인: 1μs 이내에 오류 정정 라운드를 완료하는 실시간 디코더; (6) 인재 위기: 전 세계적으로 약 1,800-2,200명의 QEC 전문가만 존재하며 양자 일자리 공석의 50-66%가 미충원 상태.
Nature Communications에 게재된 연구에서 슈투트가르트 대학교 연구팀은 두 개의 서로 다른 반도체 양자점에서 생성된 광자 간의 최초 성공적인 양자 텔레포테이션을 달성했습니다. 이는 양자 리피터 개발을 위한 중요한 이정표입니다. 팀은 니오브산 리튬 도파관을 사용한 편광 보존 양자 주파수 변환기를 사용하여 70% 이상의 텔레포테이션 충실도를 달성했으며, 서로 다른 소스의 광자 파장을 일치시켰습니다. 이것은 양자 네트워크를 위한 원격 소스에서 구별할 수 없는 광자를 생성하는 중요한 과제를 해결합니다. 동일한 팀은 이전에 슈투트가르트 내 36km의 도시 광섬유를 가로질러 얽힘을 유지했습니다. 42개 파트너가 참여하는 독일의 Quantenrepeater.Net(QR.N) 프로젝트의 일부입니다.
IonQ는 우주 기반 네트워크를 위한 고성능 광통신 인프라 분야의 선두주자인 Skyloom Global의 인수를 발표했습니다. Skyloom은 위성 통신을 위해 약 90개의 우주 개발청 인증 광통신 터미널을 납품했습니다. 이 인수로 IonQ는 지상과 위성 네트워크 모두에서 양자 키 분배 능력을 개발할 수 있게 되어 전 세계적으로 양자 보안 통신의 잠재적 범위를 확장합니다.
일본 RIKEN을 포함한 주요 과학 슈퍼컴퓨팅 센터들이 하이브리드 고전-양자 컴퓨팅을 위한 NVIDIA의 NVQLink 기술 채택을 발표했습니다. NVQLink는 Grace Blackwell AI 플랫폼을 양자 프로세서와 연결하여 지연 시간을 마이크로초로 줄입니다(현재 하이브리드 알고리즘의 밀리초와 비교). 이 아키텍처는 양자 처리 장치를 GPU와 유사한 가속기로 취급하여 실용적인 양자-고전 하이브리드 애플리케이션을 위한 긴밀하고 빠른 계산 루프를 가능하게 합니다.
Nature에 게재된 연구에서 하버드 대학교, MIT, QuEra Computing의 연구팀은 448개의 중성 루비듐 원자를 사용한 최초의 완전하고 확장 가능한 결함 허용 양자 컴퓨팅 아키텍처를 성공적으로 시연했습니다. 이 시스템은 임계값 대비 2.14배의 향상된 오류 정정 성능을 달성하여, 큐비트를 추가할수록 오류가 오히려 감소한다는 것을 입증했습니다. 이는 수십 년간 양자 컴퓨팅 분야의 난제였던 문제를 해결한 획기적인 성과입니다. 이 아키텍처는 표면 코드, 양자 텔레포테이션, 격자 수술, 회로 중간 큐비트 재사용 등 첨단 기법을 결합하여 수십 개의 논리 큐비트와 수백 개의 논리 연산을 가진 복잡한 양자 회로 구현을 가능하게 합니다. 수석 저자 미하일 루킨(Mikhail Lukin) 교수는 "수십 년 동안 많은 연구자들이 꿈꿔왔던 목표가 이제 처음으로 현실적인 범위 안에 들어왔다"고 밝혔습니다.
Science에 게재된 연구에서 스탠포드 엔지니어들은 극저온 온도에서 열화되는 대신 극적으로 더 강력해지는 티탄산 스트론튬(STO) 결정을 사용한 획기적인 성과를 보고했습니다. STO는 오늘날 최고의 재료(니오브산 리튬)보다 40배 강한 전기광학 효과를 보여주며, 5켈빈(-450°F)에서 20배 더 큰 비선형 광학 반응을 나타냅니다. 연구자들은 결정 내의 산소 동위원소를 대체하여 조정 가능성을 4배 증가시켰습니다. 이 재료는 기존 반도체 제조와 호환되며 웨이퍼 규모로 생산될 수 있어 양자 컴퓨터의 양자 변환기, 광학 스위치, 전기기계 장치에 이상적입니다.
Nature에 게재된 연구에서 프린스턴 연구팀은 1밀리초를 초과하는 양자 결맞음 시간을 달성했습니다. 이는 업계 표준보다 15배, 이전 실험실 기록보다 3배 향상된 놀라운 성과입니다. 기존 Google과 IBM 프로세서와 호환되는 탄탈륨-실리콘 칩 설계를 사용한 이 획기적인 기술은 Google의 Willow 칩 성능을 1,000배까지 향상시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 연구팀은 "2030년대 초반에 실용적인 양자 컴퓨터를 실현할 수 있을 것"이라고 전망했습니다.
Nature Communications에 게재된 연구에서 연구자들은 2,000-4,000km에 걸쳐 지속되는 양자 얽힘을 시연했습니다. 이는 이전 한계보다 200-400배 증가한 거리입니다. 이것은 게임 체인저입니다: 불가능한 10,000큐비트 컴퓨터 하나를 구축하는 대신, 이제 대륙 간 거리에 걸쳐 1,000큐비트 컴퓨터 10대를 네트워크로 연결할 수 있습니다. 마이크로파-광학 주파수 변환 기술은 전송 중 10-24밀리초 동안 결맞음을 유지합니다.
Quantinuum은 모든 연산에서 99.921%의 게이트 정확도(fidelity)를 달성하고 획기적인 2:1 오류 정정 비율(물리 큐비트 98개 → 논리 큐비트 94개)을 기록한 Helios를 발표했습니다. 기존에는 논리 큐비트 하나당 1,000~10,000개의 물리 큐비트가 필요할 것으로 추정되었으나, 이는 약 500배의 효율성 향상을 의미합니다. 다만 논리 오류율(약 10^-4)은 여전히 대규모 확장에 있어 해결해야 할 과제로 남아 있습니다. 이는 현재 세계에서 가장 정밀한 상용 양자 컴퓨터입니다.
IBM은 2029년까지 내결함성 양자 컴퓨팅을 향한 로드맵을 진전시키는 두 개의 새로운 양자 프로세서를 발표했습니다. IBM Quantum Nighthawk는 218개의 조정 가능한 커플러가 있는 120큐비트를 특징으로 하며(20% 개선), 이전 프로세서보다 30% 더 복잡한 양자 계산을 가능하게 합니다. 아키텍처는 5,000개의 2큐비트 게이트를 지원하며, 로드맵 목표는 7,500개 게이트(2026년), 10,000개 게이트(2027년), 15,000개 게이트가 있는 1,000큐비트 시스템(2028년)입니다. 112큐비트 프로세서인 IBM Loon은 6방향 큐비트 연결, 고급 라우팅 레이어, 더 긴 커플러, "리셋 가젯"을 포함한 내결함성 양자 컴퓨팅에 필요한 모든 하드웨어 요소를 시연합니다. IBM은 또한 양자 우위를 입증하기 위한 양자 우위 추적기를 설립하고 생산 시간을 절반으로 줄이면서 칩 복잡성을 10배 증가시키는 300mm 웨이퍼 제조를 발표했습니다.
Journal of the American Chemical Society에 게재된 연구에서 시카고 대학교와 아르곤 국립 연구소의 연구자들은 크롬 기반 분자 큐비트에서 영 자기장 분할(ZFS)을 정확하게 예측하고 미세 조정하는 최초의 계산 방법을 개발했습니다. 이 획기적인 발견은 과학자들이 호스트 결정의 기하학 및 전기장을 조작하여 사양에 맞게 큐비트를 설계할 수 있게 합니다. 이 방법은 결맞음 시간을 성공적으로 예측했으며 ZFS가 결정의 전기장에 의해 제어될 수 있음을 확인했습니다. 이를 통해 연구자들은 특정 속성을 가진 큐비트를 설계하기 위한 "설계 규칙"을 얻었습니다. 이것은 시행착오에서 분자 양자 시스템의 합리적 설계로의 전환을 나타냅니다.
중국 회사 CHIPX(Chip Hub for Integrated Photonics Xplore)는 AI 워크로드에서 Nvidia GPU보다 1,000배 빠르다고 주장하는 세계 최초의 확장 가능한 "산업용" 광학 양자 칩을 발표했습니다. 이 포토닉 칩은 6인치 실리콘 웨이퍼에 1,000개 이상의 광학 부품을 수용하며 항공우주 및 금융 산업에 배포되었다고 보고됩니다. 시스템은 전통적인 양자 컴퓨터의 6개월에 비해 2주 만에 배포될 수 있으며, 100만 큐비트로 확장될 가능성이 있습니다. 그러나 생산 수율은 연간 약 12,000개 웨이퍼, 웨이퍼당 약 350개 칩으로 낮게 유지됩니다. 참고: "GPU보다 1,000배 빠르다"는 주장은 양자 컴퓨팅 우위가 일반적으로 일반 AI 워크로드가 아닌 특정 문제 클래스(인수분해, 최적화)에 적용되므로 주의해서 접근해야 합니다.
7개 분야에서 독립적으로 이루어진 기술 혁신이 예상보다 빠르게 융합되고 있습니다. 각각의 돌파구가 서로를 증폭시키면서 암호학적으로 실용 가능한 양자 컴퓨터(CRQC)의 출현 시기를 크게 앞당기고 있습니다.
1. 안정성: 큐비트가 정보를 유지하는 시간 (결맞음 시간)
큐비트는 연산을 수행하기에 충분한 시간 동안 안정적인 상태를 유지해야 합니다. 최근 발전으로 이 결맞음 시간이 마이크로초 단위에서 밀리초 단위로 약 천 배 증가했습니다.
최근 주요 성과:
- 프린스턴 1ms 결맞음 시간 (2025년 11월): 업계 표준의 15배 향상, 시스템 성능 최대 1,000배 개선 가능
- 스탠포드 티탄산 스트론튬 (2025년 11월): 극저온 환경에서 40배 강한 전기광학 효과로 큐비트 제어력 대폭 향상
물리 큐비트는 오류 정정을 통해 신뢰할 수 있는 "논리 큐비트"를 만들어야 합니다. 내결함성 논리 큐비트의 현재 추정값: 오류율과 코드 거리에 따라 각각 수백에서 수천 개의 물리 큐비트가 필요합니다. 그러나 QLDPC 코드가 이 방정식을 극적으로 바꾸고 있습니다.
최근 진보:
- Iceberg Quantum Pinnacle Architecture (2026년 2월): QLDPC (일반화된 이분) 코드로 거리 16에서 약 860개의 물리 큐비트에 14개의 논리 큐비트를 인코딩. 같은 거리의 표면 코드(511개 물리 큐비트당 1개 논리 큐비트)와 비교해 인코딩 비율 14배 향상. RSA-2048 공격에 필요한 물리 큐비트 10만 개 미만
- Reed-Muller 코드 (2026년 2월): 보조 큐비트 없이 전체 Clifford 군 구현, 오버헤드 추가 감소
- Quantinuum Helios (2025년 11월): 2:1 비율 (물리 98개 → 논리 94개 큐비트)
- 하버드/MIT/QuEra (2025년 11월): 임계값 이하 2.14배 오류 정정으로 확장성 입증
현재 기록: 중성 원자(6,100 Caltech 연구용; 1,600 Infleqtion 상업용; 1,180 Atom Computing), 초전도(156 IBM Heron, 105 Google Willow), 포획 이온(98 Quantinuum Helios). 내결함성 논리 큐비트당 수백에서 수천 개의 물리 큐비트(표면 코드), 또는 QLDPC 코드를 통해 10만 개 미만이 필요하며, 대규모 확장이 빠르게 진행되고 있습니다.
최근 진보:
- QuTech QARPET (2026년 2월): 크로스바 아키텍처에서 mm²당 200만 큐비트 밀도로 1,058개의 스핀 큐비트
- IQM 4천만 유로 확장 (2025년 11월): 연간 30개 이상의 양자 컴퓨터를 위한 산업 규모 제조, 2033년까지 100만 시스템 목표
- Aramco-Pasqal (2025년 11월): 사우디아라비아에 배치된 200큐비트 중성 원자 시스템
- 하버드/MIT/QuEra 448원자 시스템 (2025년 11월): 완전한 내결함성 아키텍처 시연
- 하버드/MIT/QuEra 3,000+ 큐비트 시스템 (2025년 9월): 2시간 이상 연속 작동
- IBM Nighthawk/Loon (2025년 11월): 고급 내결함성 기능을 갖춘 120 및 112 큐비트
- 중성 원자 배열: 6,100개 물리 큐비트 시연
이전 문제: 큐비트를 추가하면 시스템이 덜 안정적이 되었습니다. 새로운 혁신: 이제 시스템은 확장됨에 따라 더 안정적이 됩니다. 이것은 30년 된 문제를 역전시켜 대형 양자 컴퓨터를 실제로 구축 가능하게 만듭니다.
최근 진보:
- IonQ EQC (2025년 10월): 99.99% 2큐비트 게이트 충실도(세계 기록 "포 나인"), 게이트당 오류율 8.4×10⁻⁵, 기저 상태 냉각 없이 유지. 2026년에 계획된 256큐비트 시스템의 기반
- Infleqtion Sqale (2025년 9월): 오류 검출이 포함된 12개 논리 큐비트, 논리 큐비트로 Shor 알고리즘 최초 실행, 1,600개 물리 큐비트 시연
- QEC Report 2025 (2025년 11월): 2025년에 120편의 동료 평가 QEC 논문(2024년은 36편); 모든 주요 큐비트 유형이 99% 2큐비트 게이트 충실도 통과
- 하버드/MIT/QuEra (2025년 11월): 임계값 이하 성능을 가진 최초의 완전한 내결함성 아키텍처
- Quantinuum Helios (2025년 11월): 2:1 오류 정정 비율, 99.921% 게이트 충실도
비트코인을 깨려면 1,260억 번의 순차 연산이 필요합니다. 현재 시스템: 수백만 번의 연산. 더 빠른 게이트(나노초에서 마이크로초)와 더 효율적인 알고리즘이 더 깊은 계산을 가능하게 하면서 격차가 줄어들고 있습니다.
최근 발전:
- **새로운** 칭화 Regev 최적화 (2025년 11월): 공간 복잡도를 O(n^{3/2})에서 O(n log n)으로 줄여 더 적은 큐비트로 양자 인수분해를 더 실용적으로 만듦; 초전도 하드웨어에서 N=35 인수분해 시연
- 초전도 큐비트: 20-100 나노초 (Google, IBM)
- 포획 이온: 1-100 마이크로초 (Quantinuum, IonQ)
불가능한 10,000큐비트 컴퓨터 하나를 구축하는 대신, 이제 대륙 간 거리에 걸쳐 1,000큐비트 컴퓨터 10대를 네트워크로 연결할 수 있습니다.
최근 진보:
- IBM-Cisco 파트너십 (2025년 11월): 2030년대 초까지 네트워크 분산 양자 컴퓨팅, 2030년대 후반까지 양자 인터넷 계획
- 일본 600km 네트워크 (2025년 11월): 2027년까지 도쿄-나고야-오사카-고베를 연결하는 국가 양자 암호화 백본
- 슈투트가르트 양자 텔레포테이션 (2025년 11월): 서로 다른 양자점 간 최초 텔레포테이션, 70% 이상 충실도
- IonQ Skyloom 인수 (2025년 11월): 90개의 광통신 터미널을 통한 우주 기반 양자 네트워킹
- 시카고 대학교 (2025년 11월): 2,000-4,000km 양자 네트워킹 (200-400배 개선)
- 중국: 2,000km 이상의 운영 중인 양자 네트워크 (2017년부터)
시행착오에서 예측 가능한 특성을 가진 양자 시스템의 계산 설계로 이동.
최근 진보:
- 위스콘신-매디슨 대학교 비대칭 Rydberg 게이트 (2025년 12월): 수정된 π-2π-π 프로토콜을 통해 강한 Rydberg 블로케이드 없이도 고충실도 얽힘 게이트 구현. 기본 수명 한계의 1.68배 이내에 도달하며, 중성 원자 간 장거리 얽힘을 가능하게 하여 QLDPC 코드 구현의 거리 제약을 완화.
- 시카고 대학교/아르곤 (2025년 11월): 제1원리로부터 분자 큐비트 성능을 예측하는 최초의 계산 방법
- 스탠포드 티탄산 스트론튬 (2025년 11월): 극저온 양자 작동에 최적화된 재료 발견
비트코인과 이더리움이 아직 해결책을 모색하는 동안, 기존 금융 시스템은 이미 빠르게 대응하고 있습니다. 주요 은행, 글로벌 기업, 클라우드 서비스 제공업체들은 2030~2035년 규제 마감일을 앞두고 포스트 양자 암호화(PQC) 기술을 적극적으로 도입 중입니다. 기술은 이미 준비되어 있으며, 전환은 지금 이 순간에도 진행되고 있습니다.
이미 마이그레이션된 주요 인프라
Cloudflare (2025년 10월): 인터넷 트래픽의 50% 이상이 이제 포스트 양자 암호로 보호되며, 이는 전 세계적으로 가장 큰 PQC 배포입니다. Cloudflare의 인프라는 수백만 개의 웹사이트에 서비스를 제공하며, PQC가 성능 문제 없이 대규모로 작동함을 보여줍니다.
AWS와 Accenture: 금융 기관, 정부, Fortune 500 기업에 서비스를 제공하는 포괄적인 기업 마이그레이션 프레임워크를 시작했습니다. 완전한 마이그레이션에는 3-5년이 걸린다는 현실을 다루는 다년간의 단계적 접근 방식으로, 2030년 기한을 위해 지금 시작하는 이유입니다.
대조
중앙화된 시스템: 조정된 인프라 업데이트를 통해 지금 마이그레이션 중. AWS, Cloudflare, Microsoft, Google이 고객을 위해 복잡성을 관리.
비트코인/이더리움: 수백만 명의 독립 사용자를 조정하고, 수십억 달러의 하드웨어 지갑을 업데이트하고, 네트워크 합의를 달성하고, 100% 참여를 기대해야 합니다. 아직 시작도 하지 않은 5-10년이 필요한 프로세스입니다.
인프라가 존재합니다. 마이그레이션이 진행 중입니다. 전통적인 금융이 준비하고 있습니다. 암호화폐는 그렇지 않습니다.
SHA-256 (채굴용) - 상대적으로 안전: Grover 알고리즘으로도 제곱근 정도의 속도 향상만 가능합니다. 채굴에 의미 있는 영향을 주려면 수억 개의 큐비트가 필요하므로 사실상 안전합니다.
ECDSA secp256k1 (거래 서명용) - 매우 취약: Shor 알고리즘으로 지수적 속도 향상이 가능합니다. 최소 약 2,330개의 논리 큐비트(Roetteler 2017) 또는 실용적인 실행 시간(약 2시간, Kim et al. 2026)에는 약 6,500개가 필요합니다. 양자 컴퓨터에 극도로 취약합니다.
결과: 블록체인 원장 자체는 안전하게 유지되지만, 소유권을 증명하는 디지털 서명이 취약하여 개별 지갑의 자산이 도난당할 수 있습니다.
핵심 사실: 전체 비트코인의 약 30%(약 590만 BTC)가 이미 영구적으로 노출된 공개키를 가지고 있으며, 공격자들은 지금 이 순간에도 미래의 해독을 위해 블록체인 데이터를 수집하고 있습니다.
2단계 양자 위협
양자 위협은 서로 다른 능력과 목표 날짜를 가진 두 단계로 도래합니다:
1단계: CRQC-휴면 (2029-2032) - "지금 수집, 나중에 해독"을 사용하여 몇 시간에서 며칠에 걸쳐 키를 무력화합니다. 대상: 휴면/노출된 지갑의 약 590만 BTC (P2PK 190만 BTC, 재사용 주소 400만 BTC, 모든 Taproot 주소). 요구사항: 약 6,500개의 논리 큐비트, 확장된 계산 시간(Kim et al. 2026에 따라 키당 약 2시간).
2단계: CRQC-활성 (2033-2038) - 비트코인의 10분 블록 시간 내에 키를 무력화합니다. 대상: 거래 중인 모든 1,900만+ BTC. 요구사항: 깊이 최적화 회로로 약 23,700개의 논리 큐비트(키당 약 48분), 10분 이내에 1,260억 개의 연산을 완료합니다.
기업 목표: IonQ는 2028년까지 1,600개의 논리 큐비트를 목표로 합니다. IBM은 2029년까지 200개의 논리 큐비트(Starling), 2033년까지 2,000개(Blue Jay)를 목표로 합니다. Google은 2029년까지 오류 정정 시스템을 목표로 합니다. Quantinuum은 2030년까지 "수백" 개의 논리 큐비트를 목표로 합니다.
Key Risk: 전통적인 추정은 논리 큐비트당 1,000-10,000개의 물리 큐비트를 가정했습니다. Quantinuum은 2:1 비율을 달성했습니다. 네트워킹 기능을 통해 여러 개의 작은 시스템이 함께 작동하여 동일한 결과를 달성할 수 있습니다.
비트코인 지갑 취약성 분석
영구 노출 (지금 수집, 나중에 해독)
Pay-to-Public-Key (P2PK): 190만 BTC - 공개 키가 UTXO에 직접 기록됨. 보호 불가능. 사토시 나카모토의 약 100만 BTC 포함.
재사용된 주소 (모든 유형): 400만 BTC - 첫 번째 지출 후 공개 키가 노출됨. 남은 잔액은 영구적으로 위험에 처함.
Pay-to-Taproot (P2TR): 증가하는 양 - 자금을 받는 즉시 주소가 직접 공개 키를 인코딩함. 첫 번째 수신 즉시 노출.
총 영구 노출: 약 590만 BTC (유통 공급량의 28-30%). Pieter Wuille(비트코인 코어 개발자)는 2019년에 약 37%로 추정했습니다.
일시적 노출 (10-60분 윈도우)
새로운 P2PKH, P2WPKH, P2SH, P2WSH: 거래 중에만 취약함(멤풀에 10-60분).
현재 안전성: 첫 사용까지는 안전함.
공격 요구사항: 10분 이내에 완전한 Shor 알고리즘 실행.
보호: 주소를 절대 재사용하지 않음(하지만 일단 노출되면 보호는 영원히 상실됨).
정부 경고 및 의무사항
미국 연방 양자 보안 의무
미국 정부는 모든 연방 시스템과 규제 산업 전반에 걸쳐 포스트 양자 암호로의 전환을 요구하는 포괄적인 지침을 발표했습니다.
NIST 포스트 양자 표준
2024년 8월
3가지 양자 저항성 알고리즘 게시: ML-KEM (Kyber), ML-DSA (Dilithium), SLH-DSA (SPHINCS+).
2030년:ECDSA 사용 중단 - 새 시스템에 권장하지 않음
2035년:ECDSA 금지 - 모든 연방 시스템에서 금지
현재 - 2030년:모든 기관은 마이그레이션 계획을 시작해야 함
영향 분석: secp256k1을 포함한 ECDSA는 비트코인과 이더리움의 암호화 기반입니다. 미국 정부는 2035년까지 이 암호화를 공식적으로 안전하지 않은 것으로 분류할 것입니다. 이러한 의무는 비트코인과 이더리움이 이 마감일까지 복잡한 다년간의 업그레이드 프로세스를 완료하지 않는 한 전 세계 정부와 규제 기관이 이러한 자산의 보유 또는 거래를 금지하도록 강제할 것입니다.
연방준비제도는 양자 컴퓨터가 암호화폐 보안에 실존적 위협을 가한다고 명시적으로 경고했습니다. 국가들이 적극적으로 "지금 수집, 나중에 해독" 공격을 추구하고 있습니다. 현재 블록체인 암호화는 완전히 무력화될 것입니다. 과거 거래 데이터가 노출될 것입니다. 주요 암호화폐는 현재 보호되지 않습니다.
공격자들은 현재 암호화로 보호된 블록체인 데이터를 지금 수집하고 있으며, 향후 강력한 양자 컴퓨터가 등장하면 이를 해독할 계획을 세우고 있습니다. 연방준비제도는 2025년 10월에 이러한 공격이 미래의 위협이 아니라 지금 현재 진행 중인 실질적인 위협임을 공식적으로 확인했습니다.
중요한 이유
과거 거래는 결코 소급하여 보호될 수 없습니다 - 블록체인의 불변성으로 인해 이것은 불가능합니다
프라이버시는 미래가 아닌 지금 침해됩니다 - 귀하의 거래 내역은 이미 수집되었습니다
오늘 이루어지는 모든 거래는 양자 컴퓨터가 도래하는 내일 잠재적으로 취약합니다
전체 비트코인의 약 30%(약 590만 BTC)가 무력화되기를 기다리는 영구적으로 노출된 공개 키를 가지고 있습니다
소프트웨어 업데이트로는 이 코인들을 보호할 수 없습니다 - 수학적으로 운명이 결정되었습니다
누가 위험에 처해 있는가?
사토시 나카모토의 Pay-to-Public-Key 주소에 있는 약 100만 BTC
비트코인 주소를 재사용한 적이 있는 모든 사람 (400만 BTC 노출)
모든 Taproot (P2TR) 주소 보유자 - 자금을 받는 즉시 키가 노출됨
양자 안전 주소로 마이그레이션할 방법이 없는 고액 휴면 지갑
미래: 양자 컴퓨터가 10분 이내에 키를 무력화할 수 있게 되면 모든 비트코인 및 이더리움 사용자
긴급성은 과장할 수 없습니다
2026년이 중요한 이유
NIST는 양자 컴퓨터가 도래하기 전에 완료할 희망을 가지기 위해 2026년에 마이그레이션을 시작하도록 의무화합니다. 계산은 가혹합니다:
양자 컴퓨터: 2029-2032년 (IBM, Google, IonQ, Quantinuum의 수렴하는 타임라인)
비트코인 업그레이드 프로세스: 최소 4-7년 (SegWit는 합의만 2년 이상 소요)
NIST 마감일: 2030년 사용 중단, 2035년 금지
결론: 비트코인은 2-3년 전에 시작했어야 했습니다
기회의 창이 닫히고 있습니다
조치 없이 지나가는 매일이 상황을 악화시킵니다:
더 많은 거래가 HNDL 공격에 취약해집니다
수백만 명의 사용자 간 조정 문제가 커집니다
양자 컴퓨터가 기하급수적으로 개선되는 동안 마이그레이션 기회는 줄어듭니다
마이그레이션이 완료되기 전에 양자 컴퓨터가 도래할 위험이 증가합니다
공격자들은 미래 해독을 위해 암호화된 데이터를 계속 수집합니다
마이그레이션 과제
비트코인: 마이그레이션에 76-568일의 블록 공간 필요. 거버넌스 합의 필요 (SegWit 전쟁은 수년 소요). 노출된 가치 7,000억 달러 이상. 2035년까지 완료하려면 2026년까지 시작해야 함.
이더리움: 현재 전체 이더의 약 65%가 양자 공격에 노출됨. 양자 저항성 서명은 37-100배 더 큼(막대한 가스 비용 증가). 목표: 양자 저항성 기능을 갖춘 이더리움 3.0을 위해 2027년.
기술적 과제: 사용할 양자 저항성 알고리즘에 대한 합의 없음. 수백만 사용자의 조정 필요. 서명 크기 복잡성 직면(40-70배 더 큼). 가속화되는 양자 타임라인과의 경쟁.
QRL의 명확한 차별점
비트코인과 이더리움이 실존적 양자 위협에 직면하여 급하게 해결책을 모색하는 동안, QRL은 기초부터 양자 보안을 갖추고 설계되었습니다. 2018년 6월 26일 메인넷 출시 - 7년 이상의 안정적인 운영 실적. NIST 승인 XMSS 서명 방식 사용(2020년 표준화). Red4Sec, X41 D-Sec 등 여러 독립 보안 기관의 감사 완료. 이미 NIST가 제시한 2030/2035년 마감일 요구사항을 충족하고 있습니다. 자세히 알아보기.
긴급 대응 불필요. 급조 개조 불필요. 취약한 과거 없음. 준비된 상태에서 체계적으로 진화.
암호화폐에 대한 세 가지 양자 위협
양자 컴퓨팅은 서로 다른 타임라인과 대상을 가진 세 가지 별개의 공격 벡터를 통해 암호화폐를 위협합니다.
쇼어 알고리즘: 디지털 서명 해독
Target:ECDSA secp256k1 (비트코인, 이더리움 거래 서명)
Mechanism:정수 인수분해 및 이산 로그 문제에 대해 지수적 속도 향상 제공
Requirements:최소 약 2,330개의 논리 큐비트(Roetteler 2017); 실용적인 약 2시간 공격에는 약 6,500개(Kim et al. 2026)
Impact:공개키에서 지갑 개인키를 도출하여 자금 도난 가능
Timeline:1단계 (2029-2032): 몇 시간/며칠에 걸쳐 키 해독. 2단계 (2033-2038): 10분 블록 시간 내에 키 해독.
At Risk:약 590만 BTC (~7,180억 달러, 현재 가격 기준) 영구 노출; 거래 중 모든 암호화폐
그로버 알고리즘: 채굴 공격
Target:SHA-256 (비트코인 채굴 작업 증명)
Mechanism:검색 문제에 대해 제곱근 속도 향상 제공, 해시 보안을 효과적으로 반감
Requirements:의미 있는 영향을 위해 수억 개의 큐비트 필요
Impact:양자 장비를 갖춘 채굴자에 의한 51% 공격 가능하지만, 쇼어 알고리즘보다 훨씬 먼 미래
Timeline:2040년 이전에는 실질적인 위협이 되지 않을 것으로 예상
At Risk:채굴 보안, 하지만 서명 공격이 먼저 도래
선수집 후해독 (HNDL)
Target:오늘 전송되는 모든 암호화된 블록체인 데이터
Mechanism:공격자들이 지금 암호화된 데이터를 수집하고 저장한 후 양자 컴퓨터가 도래하면 해독
비트코인은 사토시 나카모토의 P2PK 지갑에 있는 약 100만 BTC와 기타 영구 노출된 주소에 대해 불가능한 거버넌스 결정에 직면해 있습니다.
약 590만 BTC (~7,180억 달러)가 어떤 소프트웨어 업데이트로도 보호할 수 없는 영구 노출된 공개키를 가지고 있습니다. 여기에는 사토시의 약 100만 BTC, 초기 채굴 보상, 그리고 재사용된 적이 있는 모든 주소가 포함됩니다.
옵션 1: 아무것도 하지 않음
공격자들이 수십억 달러의 비트코인을 훔쳐 시장 신뢰를 파괴하고 역사상 최대의 도난을 일으킵니다. 네트워크를 보호했던 초기 채택자들이 모든 것을 잃습니다.
Proponents: 재산권이 절대적이며 시장이 결과를 처리해야 한다고 믿는 사람들
옵션 2: 노출된 코인 동결/소각
비트코인의 핵심 원칙인 불변성을 위반합니다. 미래 압류의 선례를 설정합니다. 잠재적으로 불법적인 재산 압류. 법적 도전에 직면할 수 있습니다.
Proponents: 개인 재산권보다 네트워크 보안을 우선시하는 사람들
옵션 3: 마감일 있는 강제 마이그레이션
마감일까지 양자 안전 주소로 이동하지 않는 코인은 동결됩니다. 그러나 키를 잃어버린 소유자, 사망한 보유자, 장기 콜드 스토리지는 준수할 수 없습니다.
Proponents: 구할 수 있는 것을 보존하는 중간 지점을 찾는 사람들
좋은 답은 없습니다. 모든 옵션이 비트코인이 구축된 근본적인 원칙을 위반합니다. 이 논쟁은 커뮤니티를 분열시킬 가능성이 높으며 다른 접근 방식을 가진 체인 포크로 이어질 수 있습니다. 2026년 2월 Strike의 프리프린트는 이를 더욱 공식화하여, 완벽한 PQC 알고리즘이 있더라도 비트코인의 프로토콜 시맨틱이 기본 합의 규칙을 수정하지 않고는 해결할 수 없는 마이그레이션 제약을 만들어낸다는 것을 증명합니다. 이 문제는 단순히 암호학적인 것이 아니라 구조적입니다.
양자 내성 암호화로의 전환은 불가피합니다. 문제는 언제인지, 그리고 공격이 시작되기 전에 마이그레이션을 완료할 수 있는지입니다. 처음부터 양자 안전하게 구축된 프로젝트(QRL)는 이 위험을 완전히 피합니다. 마이그레이션에 직면한 프로젝트(비트코인, 이더리움)는 불확실한 결과를 가진 시간과의 경쟁에 있습니다.
Expert Timeline Predictions
Scott Aaronson (양자 컴퓨팅 이론가)
양자 컴퓨터로 RSA-2048 해독: 2035-2040년 범위
Charles Edwards (Capriole Investments)
비트코인 양자 취약성이 2030년까지 중요한 관심사가 됨
Infleqtion (2025년 9월)
논리 큐비트에서 쇼어 알고리즘 최초 실행; 2030년까지 1,000개 논리 큐비트 목표. NYSE에 INFQ로 상장 예정.
IonQ 로드맵
실험실 2큐비트 게이트 충실도 99.99% 달성; 2026년 256큐비트 시스템 계획; 2028년 1,600개 논리 큐비트; 2030년 200만 물리 큐비트 목표