출처: 블록체인투데이
[블록체인투데이 편집팀] 양자컴퓨터는 양자역학의 원리를 활용해 기존 슈퍼컴퓨터 대비 수백만 배 이상의 계산 성능을 기반으로 국방, 과학, 의료, 제약, 자동차, 항공우주 등 거의 모든 산업 분야에 걸쳐 활용 가능한 컴퓨터이다.
양자 중첩은 큐비트가 0과 1 사이의 양자 상태를 동시에 가질 수 있다는 개념으로, 양자 컴퓨터의 큐비트가 |0>과 |1>의 중첩 상태인 (|0> + |1>)/√2로 표현될 수 있다. 양자 중첩을 이용하면 복수의 계산을 동시에 수행할 수 있어 전통적인 컴퓨터보다 훨씬 빠른 계산 속도를 얻을 수 있다. 양자 얽힘은 두 개 이상의 큐비트 사이에 양자적으로 상호작용이 일어나서 하나의 큐비트 상태가 다른 큐비트에 영향을 끼치는 현상이다. 양자 얽힘을 이용하면 두 큐비트 사이의 관계를 동시에 고려할 수 있기 때문에 복잡한 문제를 빠르게 해결할 수 있다.
양자 컴퓨터는 양자 중첩(superposition)과 양자 얽힘(Entanglement) 을 통해 슈퍼컴퓨터보다 기하급수적으로 향상된 병렬 연산 능력을 제공한다. 퀀텀체인(Quantum Chain)은 기존 컴퓨팅 환경에서 처리하기 어려운 복잡한 연산을 가장 빠르고 효율적으로 수행할 수 있으며, 양자 컴퓨터가 기존의 암호화 방식을 빠르게 해독할 수 있는 능력에 대응하여 블록체인에 대한 양자 컴퓨터의 보안 위협(RISK)에 미리 대비하기 위해 양자 내성 암호화 알고리즘이 탑재되었다. 퀀텀체인은 네트워크의 보안을 유지하고, 양자 컴퓨팅 시대에도 안전하고 신뢰할 수 있는 블록체인 환경을 제공할 것이다.
◆Quantum Chain(QCC)란?
퀀텀체인은 기존 블록체인 기술의 한계를 극복하기 위해 개발된 혁신적인 암호화폐다. 퀀텀체인은 양자 중첩, 양자 얽힘, 양자 내성 암호화 알고리즘을 통해 초고속 처리 속도를 구현하며, 양자컴퓨터 도입에 따른 해킹 위협에 대비한 강력한 보안성을 갖추고 있다. 퀀텀체인의 개발 과정은 매우 복잡하고 도전적이며, 양자 역학, 암호화, 분산 컴퓨팅 등 다양한 기술이 융합되어 있다. 또한, 자동화된 스마트 컨트랙트 기능을 통해 초고속 거래 처리, 실시간 데이터 처리, 확장성 있는 네트워크 등 암호화폐의 혁신을 이끌어갈 것이다.
◆퀀텀체인의 개발 과정
– 연구 및 설계 : 전 세계 양자 암호화 및 블록체인 전문가들이 퀀텀체인의 혁신적인 구조와 핵심 기술을 연구하고 설계한다.
– 프로토타입 개발 : 설계된 아키텍처를 바탕으로 초기 프로토타입을 개발하고, 성능, 확장성, 보안성을 집중적으로 테스트한다.
– 파일럿 테스트 : 프로토타입의 안정성과 신뢰성이 검증되면, 실제 운영 환경에서 파일럿 테스트를 진행하여 완성도를 높인다.
– 정식 론칭 : 파일럿 테스트를 통해 퀀텀체인의 기술적 완성도와 실용성이 확인되면, 최종적으로 정식 출시된다.
◆퀀텀 메인넷의 기술적 기반
기존 블록체인 시스템의 두 가지 주요 문제는 속도 저하와 보안 위협으로 인한 확장성 문제다. 현재의 블록체인 네트워크는 거래량이 급증할 경우 처리 속도가 급격히 저하되며, 이러한 성능 문제는 블록체인이 글로벌 금융 및 상거래 시스템으로 자리 잡는 데 걸림돌이 되고 있다.
퀀텀체인은 양자 컴퓨팅의 성능 향상을 적극 활용하여 블록 생성 속도와 스마트 계약 처리 효율을 극대화하고, 보다 복잡한 연산을 신속하게 처리할 수 있는 기반을 마련한다. 양자 컴퓨팅의 병렬 처리 능력과 얽힘 현상을 활용함으로써 기존 블록체인 네트워크보다 기하급수적으로 높은 처리 속도를 제공하는 동시에 강력한 보안성을 유지하는 데 중점을 둔다. 이를 통해 차세대 블록체인 기술의 기반을 마련하고 블록체인 네트워크의 이상을 실현하는 것을 목표로 한다.
전통적인 블록체인은 초당 약 100~1만 건의 거래를 처리하는 반면, 퀀텀체인(QCC)은 양자 컴퓨팅 기술을 활용하여 초당 10만~1000만 건 이상의 거래를 처리할 수 있어 최대 1000배 이상의 속도 향상이 가능하다. 또한, 실시간 결제와 자동화된 스마트 계약 실행이 가능하다. 퀀텀체인은 양자 컴퓨팅 기술을 활용하여 거래 검증 및 합의 과정을 현저히 단축할 수 있다. 양자 알고리즘을 통해 기존 암호화폐 네트워크보다 최대 100배 더 빠른 처리 속도를 달성할 수 있으며, 이를 통해 실시간 결제 및 자동화된 스마트 계약 실행이 가능해진다.
전통적인 블록체인 네트워크에서는 노드들이 거래를 검증하고 합의를 도출하는 과정이 복잡한 암호화 알고리즘과 분산화된 구조로 인해 느리고 시간이 오래 걸린다. 일반적으로 4~5초의 블록 생성 시간과 수십 초의 거래 확인 시간이 소요되며, 이는 실시간 거래 처리를 어렵게 만드는 주요 요인이다.
◆퀀텀체인의 특징
퀀텀체인은 기존 암호화폐와 달리 전통적인 채굴 방식이 아닌 양자 컴퓨팅 기술을 활용하여 동작한다. QCC는 전통적인 암호화폐 대비 상당히 낮은 전력 소모량을 보이며, 이는 환경 친화적이고 지속 가능한 블록체인 솔루션을 제공할 수 있음을 의미한다.
◆합의 알고리즘: 양자 랜덤 샘플링(QRS)
1. 네트워크 초기화: QRS 알고리즘이 적용된 네트워크는 양자 내성 암호화 기술을 기반으로 설계된다. 모든 노드(참여자)는 네트워크에 참여할 때 양자 컴퓨터에 의해 생성된 고유한 양자 키 페어(Quantum Key Pair)를 배정받는다. 이 키 페어는 트랜잭션 서명, 검증, 합의 과정에서 중요한 역할을 한다.
2. 무작위 샘플링 과정: 블록이 생성될 때마다 QRS 알고리즘은 네트워크 내 소수의 노드를 검증자로 무작위 선택한다.
3. 트랜잭션 검증 및 합의 형성: 선택된 검증자들은 양자 컴퓨터를 사용하여 트랜잭션을 검증한다.
4. 블록 생성 및 전파: 합의가 이루어지면, 검증된 블록이 블록체인에 추가되며 네트워크 전체에 전파된다. 이 과정에서 블록을 생성한 검증자들은 네트워크의 인센티브 구조에 따라 보상을 받는다.
5. 안전성과 효율성: QRS 알고리즘은 양자 컴퓨터의 강력한 무작위 샘플링 기능을 통해 예측 불가능한 방식으로 검증자를 선택하고 네트워크 보안을 극대화한다. 양자 내성 암호화를 적용하여 모든 통신을 보호하며, 양자 컴퓨팅 시대에 적합한 강력한 보안성을 제공한다. 또한 병렬 처리 기능을 활용하여 트랜잭션 검증과 블록 생성을 더욱 효율적으로 수행할 수 있다.
◆멀티체인
멀티체인은 복수의 블록체인이 신뢰할 수 있는 네트워크 환경에서 상호작용할 수 있도록 하는 기술이다. 멀티체인에는 두 가지의 정교화된 모델이 있다.
첫째로 디지털 트랜잭션 교환 모델이 존재한다. 이는 블록체인 상의 특정 트랜잭션만을 상호 교환하는 방식이다. 둘째는 블록체인에 저장된 데이터와 프로세스를 호환시켜 데이터를 교환하는 방식이다. 퀀텀체인은 신뢰할 수 있는 데이터 기반 생태계를 구축하기 위해 이 두 가지 블록체인 상호작용 기술이 필수적이라고 확신한다.
전 세계를 가상 컴퓨팅 공간에서 연결하려면 더 개방적이고, 누구나 이용할 수 있으며, 무한대로 확장 가능한 열린 세계여야 한다. 퀀텀체인은 멀티체인을 도입함으로써 이를 해결한다. 여러 체인이 동시에 가동됨으로써 보안성이 더욱 강화되며, 퀀텀체인은 그 중심에서 여러 체인과 그 위의 가상 세계를 상호 연동하는 역할을 수행한다.
◆퀀텀체인(QCC) 활용 분야
퀀텀체인은 다양한 산업에서 혁신적인 변화를 이끌 수 있다. 금융 서비스 분야에서는 초고속 거래 처리와 강력한 보안성을 기반으로 모바일 결제 시스템을 발전시키고, 자동화된 전자 거래를 가능하게 하며 디지털 자산 관리의 효율성을 높일 수 있다. 이러한 기술적 강점은 금융 거래의 신속성과 안전성을 극대화해 보다 원활한 서비스 제공을 가능하게 한다. 또한, 공급망 관리에서도 중요한 역할을 할 수 있다. 데이터를 투명하고 안전하게 기록함으로써 제품의 이동 경로를 보다 정확하게 추적할 수 있으며, 이를 통해 자산 관리의 효율성을 높이고 물류 시스템을 최적화하는 데 기여한다. 기업들은 퀀텀체인을 활용해 공급망의 신뢰성을 강화하고 운영 비용을 절감할 수 있다.
헬스케어 분야에서도 퀀텀체인의 활용 가능성은 크다. 의료 데이터의 보안이 중요한 만큼, 이를 안전하게 관리하고 환자 기록의 무결성을 유지하는 데 도움을 줄 수 있으며, 의료 시스템 간 데이터 공유를 원활하게 해 환자 치료의 연속성을 보장하고 의료 서비스의 효율성을 높이는 데 기여할 수 있다. 뿐만 아니라, 스마트시티 구축에도 활용될 수 있다. 에너지 관리, 교통 운영, 인프라 효율화 등 도시 전반의 운영을 최적화하는 데 기여할 수 있으며, 보다 지속 가능하고 효율적인 도시 환경을 조성하는 데 중요한 기술적 기반을 제공한다.
퀀텀체인의 총 발행량은 35억 QCC로, 개발 연구소 운영과 인재 확보, 첨단 기자재 구매를 포함한 연구개발 활동, 메타버스·금융·의료 등 생태계 확장, 재단 및 금융회사, 벤처캐피털(VC) 투자자 지원, 소외계층 지원을 위한 사회복지기금 조성, 유동성 확보를 위한 에어드랍 등 생태계 보상에 할당할 예정이다. 35억 개의 코인은 채굴을 통해 유저들에게 분배된다. 35억 QCC 중 1억 QCC는 초기 생태계 활성화를 위해 배정되며, 이 중 5000만 QCC는 초기 네트워크 참여자와 투자자에게, 3000만 QCC는 네트워크 유지 및 운영에, 2000만 QCC는 향후 생태계 개발 준비를 위해 분배될 예정이다. 또한 QCC는 해외 상위 10~20위권 거래소 3곳에 상장할 계획이다.
