IBM 양자컴퓨터 백엔드를 /dev/urandom으로 바꿔봤더니 결과가 똑같다는 농담 같은 진담

왜 갑자기 이런 프로젝트가 나왔을까

요즘 양자컴퓨팅 뉴스가 꽤 자주 들리죠. "몇 분 만에 슈퍼컴퓨터로 수만 년 걸릴 계산을 해냈다" 같은 헤드라인을 본 적 있을 거예요. 그런데 그 화려한 발표들 뒤에서 일부 연구자와 엔지니어들은 꽤 오래 전부터 "지금 단계의 양자컴퓨터가 실제로 의미 있는 결과를 내는 건지" 의심해 왔거든요. 그 의심을 아주 직설적이고 풍자적인 방식으로 보여준 프로젝트가 바로 quantumslop이라는 깃허브 저장소예요. 이름부터가 "양자 슬롭(slop, 쓰레기 같은 결과물)"이라는 도발적인 작명이죠.

이 프로젝트의 핵심은 단순합니다. IBM이 클라우드로 제공하는 진짜 양자 백엔드 대신, 리눅스 시스템에서 흔히 쓰는 난수 생성기 /dev/urandom을 끼워 넣어도 사람들이 그 결과를 구분하지 못한다는 거예요. /dev/urandom이 뭐냐면, 리눅스 커널이 시스템의 여러 노이즈를 섞어서 만들어내는 의사 난수 장치예요. 비밀번호 솔트나 임시 토큰 만들 때 흔히 쓰는 그냥 평범한 난수원이죠.

무슨 짓을 한 거냐면

저장소의 URANDOM_DEMO.md에는 데모 코드가 들어 있어요. Qiskit(IBM의 양자 SDK)으로 짠 회로를 실제 양자 백엔드로 보내는 게 아니라, 같은 큐비트 수만큼의 무작위 비트열을 /dev/urandom에서 뽑아서 결과 분포처럼 흉내 내는 거예요. 그러고 나서 통계 검정을 돌려보면, 진짜 NISQ급 양자 하드웨어에서 나온 결과와 통계적으로 거의 구분이 안 된다는 걸 보여줍니다.

여기서 NISQ가 뭐냐면 "Noisy Intermediate-Scale Quantum"의 줄임말인데요, 지금 우리가 쓸 수 있는 양자컴퓨터는 노이즈가 많고 큐비트도 적어서 오류 정정이 제대로 안 된다는 의미예요. 그러다 보니 회로 깊이가 조금만 깊어져도 결과가 거의 무작위 분포에 가까워져요. 풍자의 핵심이 바로 여기에 있어요. 결과가 어차피 노이즈에 묻혀버리는데, 그 노이즈를 굳이 비싼 양자 하드웨어로 만들 필요가 있냐는 질문인 거죠.

이게 무조건 양자컴퓨팅을 깎아내리는 건 아니에요

오해하면 안 되는 게, 양자컴퓨팅 자체가 사기라는 얘기는 아니에요. Shor 알고리즘처럼 이론적으로 고전 컴퓨터를 압도하는 알고리즘도 있고, 양자 오류 정정(QEC)이 실용 단계에 도달하면 판이 완전히 바뀌어요. 작년부터 구글, IBM, 퀀티눔 같은 회사들이 "논리 큐비트(logical qubit)"를 실제로 만들어 보이면서 의미 있는 진전을 내고 있거든요. 그런데도 이 풍자가 먹히는 이유는, 상당수의 "양자 우위" 시연이 사실상 랜덤 회로 샘플링 같은, 실생활 문제와 거리가 먼 벤치마크에 의존하고 있기 때문이에요.

업계 맥락에서 보면

비슷한 비판은 이전에도 있었어요. Gil Kalai 교수처럼 양자 우위 자체에 회의적인 수학자도 있고, 고전 알고리즘 연구자들이 "양자 우위라고 발표된 결과를 며칠 만에 일반 컴퓨터로 따라잡았다"는 논문을 내는 일도 종종 있었죠. 텐서 네트워크 기반 시뮬레이션이 발전하면서 50~70 큐비트 수준의 회로는 노트북에서도 흉내 낼 수 있게 됐어요. quantumslop은 그 흐름의 끝판왕 같은 풍자예요. "흉내고 뭐고, 그냥 난수 뽑아도 똑같다"고 말하는 거죠.

한국 개발자 입장에서는

Qiskit이나 Cirq를 만지작거려 본 분들이라면 한 번쯤 "이거 결과가 실제로 의미 있는 건가?" 싶었던 순간이 있을 거예요. 이 프로젝트를 보면서 너무 위축될 필요는 없어요. 양자 알고리즘과 프로그래밍 모델을 익혀두는 건 5년, 10년 후를 위한 투자로 여전히 유효하거든요. 다만 "양자 머신러닝"이나 "양자 최적화" 같은 키워드로 포장된 프로젝트를 검토할 때는, 정말 양자가 필요한 문제인지 아니면 마케팅에 가까운지 한 번 더 의심해 보는 습관이 필요해요. 회사에서 양자 PoC 제안이 들어왔을 때, 같은 문제를 고전 알고리즘으로 풀면 어떻게 되는지 베이스라인을 꼭 잡아두세요.

마무리

현재 NISQ 시대의 양자 결과물은 대부분 노이즈에 가깝고, 그 노이즈는 /dev/urandom으로도 흉내 낼 수 있다 — 이게 이번 프로젝트가 던지는 한 줄 메시지예요. 여러분은 양자컴퓨팅 마케팅 중에서 "이건 좀 의심스럽다" 싶었던 사례가 있나요? 아니면 반대로 "이건 진짜 흥미롭다" 싶었던 발표가 있다면 어떤 거였나요?