양자컴퓨터(Quantum Computer)

▶ 양자컴퓨터(Quantum Computer) ◀

“IBM이 12월 4일 뉴욕에서 열린 IBM 퀀텀 서밋 연례행사에서 1121 큐비트(Qubit)의 「콘도르」를 공개했다. 큐비트는 양자컴퓨터의 연산 단위로 컴퓨터의 비트에 해당한다. 이는 지난 2022년 공개한 「오스프리」의 433큐비트를 배 이상 뛰어넘은 것으로, IBM은 ▷2019년 팰콘(27큐비트) ▷2020년 허밍 버드(65큐비트) ▷2021년 이글(127큐비트) 등 매년 2~3배씩 큐비트 성능을 높여왔다.”

미시세계의 물리 법칙인 양자역학의 원리를 활용해 정보를 처리하는 미래형 컴퓨터로, 1980년대 초 물리학자 리처드 파인만 박사에 의해 처음으로 제기된 개념이다. 0이나 1 둘 중 하나로 데이터를 연산하는 기존 디지털컴퓨터와는 달리, 양자역학의 중첩 상태를 활용해 0과 1 두 상태를 동시에 처리할 수 있다. 이에 양자컴퓨터는 0 또는 1의 값만 갖는 비트(Bit) 대신 0과 1이 양자물리학적으로 중첩된 상태인 큐비트(Quantum bit)를 기본 단위로 한다. 이 같은 특성 때문에 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 월등한 계산 속도와 연산 처리 능력을 갖는다. 이는 기존 컴퓨터 중 가장 뛰어난 성능을 보이는 슈퍼컴퓨터보다 1000배 이상 빠른 연산이 가능해 인공지능(AI), 의료·제약, 암호통신 등 다양한 분야에 활용될 수 있다.

■ 양자보안통신(QSC·Quantum-Safe Communication)

슈퍼컴퓨터보다 연산 속도가 이론상 1000만 배 빨라 모든 암호를 해독할 수 있는 양자컴퓨터에 대응 가능한 보안 기술이다. 현재는 암호통신은 복잡한 수식을 통해 정보를 보호하는데, 만약 연산 속도가 빠른 양자컴퓨터가 개발되면 수식이 금세 풀릴 수 있어 위기론이 대두돼 왔다. 특히 정보통신기술(ICT) 업계에서는 2030년쯤 모든 보안 암호를 해독할 수 있는 양자컴퓨터가 상용화된다는 전망이 나오고 있어, 이를 막을 수 있는 유일한 기술인 양자보안통신이 더욱 주목 받고 있다. 다만 양자보안통신은 보안성이 뛰어난 대신 구축 비용이 비싼데, 이는 양자로 이뤄진 암호 키를 생성하고 전송하기 위한 별도 장비가 필요하기 때문이다.

■ 액체생검(Liquid Biopsy)

조직생검과 달리 혈액을 통해 질병을 진단하는 기술로, 암 세포가 깨지면서 생기는 미량의 DNA 조각을 말초혈액 속에서 찾아내 암을 진단하는 것이다. 혈류 속에 존재하는 종양세포나 종양세포로부터 분비되는 핵산, 엑소좀(Exosome)을 분석해 진단하는 방법이다. 크게 암 환자 맞춤치료를 위한 동반진단용 액체생검, 암 발견을 목적으로 하는 조기진단용 액체생검으로 구분한다. 조직생검의 경우 외과 수술을 통하며 종야의 위치, 크기, 환자 상태 등에 따라 시행이 어려운 경우도 있다. 그러나 액체생검은 혈액을 통해 검사하기 때문에 조직생검에 비해 빠르고 간편하다는 장점이 있으며, 종양세포 특유의 돌연변이 등을 분석하기 때문에 본래 음성이어야 할 검사가 양성으로 잘못 나오는 위양성(False Positive) 판명 가능성도 낮은 편이다.

현재 국내에 시판된 혈액생검 기술은 대장암과 위암, 간암, 췌장암, 폐암, 유방암, 난소암, 전립선암 등 최대 8가지 암 종류를 동시에 진단받을 수 있다. 액체생검은 국내 주요 종합병원이나 일부 검진센터 등을 통해 받을 수 있으나, 아직 건강보험이 적용되지 않아 그 비용이 수백 만원에 이를 정도로 고가이다. 다만 전문가들은 암 가족력이 있거나 암 발병 여부를 조기에 확인하고 싶은 사람, 기존 암 검진에서 문제가 있어 추가검사가 필요한 사람들에게는 액체생검을 권고하고 있다.

-박문각 시사상식 2023 10~12-