신용카드 사기꾼들 벌벌 떨게할 양자 컴퓨터 혁신 기술 나왔다

금융 데이터의 고도화와 함께 신용카드 사기 수법이 날로 진화하는 가운데, 양자 컴퓨팅을 활용해 극도로 희소한 사기 거래를 정밀하게 잡아내는 혁신적인 기술이 등장했다.

16일(현지시각) 양자 컴퓨팅 전문매체 퀀텀 자이트가이스트에 따르면 만수르 엘 알라미(Mansour El Alami) 연구팀(카사블랑카 하산 2세 대학교 및 뉴욕대학교 아부다비 캠퍼스 등)은 최근 '충실도 기반 양자 오토인코더(FiD-QAE, Fidelity-Driven Quantum Autoencoder)'라는 새로운 양자 머신러닝 아키텍처를 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 특히 정상 거래에 비해 사기 거래 데이터가 현저히 적은 '데이터 불균형' 상황에서도 탁월한 성능을 발휘하는 것으로 나타났다.


연구팀이 개발한 FiD-QAE의 핵심은 거래 데이터를 양자 상태로 인코딩한 뒤, '변분 양자 회로(Variational Quantum Circuits)'를 통해 정보를 압축하는 방식이다. 이는 고전 컴퓨터의 오토인코더와 유사하지만, 양자 역학적 원리를 이용해 데이터의 핵심 특징을 훨씬 효율적으로 보존한다.

가장 눈에 띄는 혁신은 'SWAP 테스트' 알고리즘의 도입이다. 연구팀은 재구성된 양자 상태와 원본 상태 간의 유사성을 측정하는 '충실도(Fidelity) 추정'을 사기 탐지의 결정적 기준으로 삼았다. 정상적인 거래 패턴에서 벗어난 이상 징후를 양자 수준의 정밀도로 식별해내는 것이다.

기존 양자 알고리즘들은 실험실 수준의 깨끗한 시뮬레이션 환경에서는 잘 작동하지만, 실제 양자 하드웨어 특유의 '잡음(Noise)' 문제로 인해 상용화에 어려움을 겪어왔다.

그러나 FiD-QAE는 실제 양자 하드웨어의 불완전성을 모방한 노이즈 환경에서도 성능 저하 없이 정확도를 유지했다. 실험 결과, 이 시스템은 약 92%의 정확도와 90%의 정밀도를 달성했다. 이는 기존의 양자 오토인코더 모델들과 비교했을 때 괄목할 만한 진전이다.


연구팀은 이번 연구에서 단 4개의 큐비트(Qubit)만을 사용해 모델을 구현하는 데 성공했다. 이는 복잡한 금융 시스템에 양자 모델을 적용할 때 필요한 자원을 획기적으로 줄여, 실용적인 구현 가능성을 입증한 사례로 평가받는다.

또한, 연구팀은 IBM 양자 하드웨어 백엔드에서 직접 테스트를 진행해 시뮬레이션 결과가 실제 장치에서도 일관되게 나타남을 확인했다. 이는 FiD-QAE가 단순히 이론적인 모델에 그치지 않고, 실제 금융 보안 인프라에 통합될 수 있는 전략적 도구가 될 수 있음을 시사한다.
퀀텀 자이트가이스트에 따르면 연구팀 관계자는 "이번 연구는 신용카드 사기와 같은 불균형 데이터 분류 문제를 해결하는 데 있어 양자 컴퓨팅이 수행할 수 있는 전략적 역할을 강조한다"며, "향후 잡음이 있는 중간 규모 양자(NISQ) 하드웨어에서의 최적화를 통해 금융 보안 시스템의 신뢰성과 확장성을 더욱 높여갈 것"이라고 밝혔다.

양자 컴퓨팅이 금융 보안의 '게임 체인저'로 부상하면서, 향후 금융권의 부정 결제 방지 시스템(FDS)에도 거대한 지각변동이 일 것으로 전망된다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com


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