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Shor, 쇼어 알고리즘

· 약 4분

쇼어 알고리즘 개념

  • 양자컴퓨터에서 소인수분해 문제를 다항 시간(polynomial time)에 해결하는 알고리즘으로, RSA, ECC 등 기존 암호화 체계를 위협하는 대표적 기술

쇼어 알고리즘 개념도, 동작 원리, 활용가능성

쇼어 알고리즘 개념도

  • 양자컴퓨팅의 병렬 연산과 양자 중첩(superposition), 얽힘(entanglement)을 활용하여 다항 시간 내에 소인수분해 수행

쇼어 알고리즘 동작 원리

단계설명주요 기법
1. 입력 처리소인수분해할 숫자 N을 입력값으로 설정정수론 기반 수학
2. 양자 상태 초기화양자 비트를 활용해 병렬 연산 준비양자 중첩
3. 양자 푸리에 변환(QFT) 수행주기성을 찾아 소인수 결정양자 푸리에 변환
4. 주기 찾기확률적으로 반복 연산 후 정확한 주기 탐색양자 얽힘 활용
5. 소인수 계산 및 검증고전 컴퓨터를 이용해 소인수 계산확률적 연산 최적화

쇼어 알고리즘 활용가능성

분야내용사례
RSA 암호 해독RSA 암호는 소인수분해의 난해함을 기반으로 보안 유지2048비트 RSA 암호를 수 분 내 해독 가능
암호화 알고리즘 대체양자내성암호화(PQC) 연구 가속화NIST, 양자 내성 암호 표준화 작업 진행
금융·군사 데이터 보안 위협금융·국방 분야의 암호화 데이터 보안 취약국가적 차원의 대체 암호 알고리즘 필요

쇼어 알고리즘 한계 및 해결방안

구분설명해결 방안
양자컴퓨터의 물리적 제약안정적인 수백만 개의 큐비트 필요양자 오류 정정 기술(QEC) 연구 진행
양자 오류 정정의 복잡성환경 변화로 인해 큐비트 유지가 어려움토폴로지컬 오류 정정 기술 도입
연산 자원의 과도한 요구고속 연산을 위한 대규모 병렬 연산 필요고성능 양자 프로세서 개발 필요
현재의 제한된 응용 범위특정 암호 해독에는 강력하지만 범용성 부족응용 분야 확장을 위한 연구 지속