양자컴퓨터

양자컴퓨터가 과연 혁신을 이끌어 낼 수 있을까? 

 

아래 정리한 내용들을 확인해보고 각자 그 가능성에 대해 생각해보자. 

양자컴퓨터는 인류의 미래를 새롭게 정의할 기술이다. 
양자 기술의 핵심은 중첩과 결맞음의 유지다.
양자 컴퓨터의 발전은 역사적인 탐구와 발견의 연속이다. 
초전도체와 조셉슨 소자가 양자 컴퓨터의 기술적 진보를 이끌고 있다. 

 

빛과 양자 컴퓨터의 기원과 초전도체의 매력

• 전구에서 나오는 빛은 우리의 일상에서 볼 수 있는 가장 흔한 양자 현상이다. 
• 뉴턴의 법칙은 질량이 없는 입자를 설명할 방법이 없고 양자역학을 통해 이를 설명할 수 있다.
• 양자컴퓨터의 기원은 140년전 네덜란드의 카메를링 오너스 물리학자에서 시작, 헬륨을 액화시키기위해 26년간 새로운 도구를 개발하여 1908년에 성공했다. 
• 이 발견은 물리학의 역사를 새롭게 쓰는 계기가 되었으며 그중에 하나가 바로 초전도체(저항이 0인 전도체)다. 
• 우주공간의 온도와 비슷하게 되었을때 (-270.45도)에서 저항이 0이될 수 있다.
• 조셉슨 소자는 초전도체를 고리모양으로 만들어 전류가 시계방향이나 반 시계방향으로 흐르게 하는데, 이것이 컴퓨터 과학에서 비트의 개념으로 이어진다. 
• 1980년에대에는 큐비트 개념이 등장해 새로운 변화가 나타났고, 이는 슈레딩거의 고양이와 관련되어 특별한 상태를 갖는다. 
• 현대 양자컴퓨팅의 기본단위인 큐비트는 0과1을 동시에 가질 수 있다. 큐비트는 얽힘이라는 성질을 가지고 있어 두 큐비트가 강하게 연결된 상태로 한 큐비트가 다른 큐비트에 직접적으로 영향을 줄 수 있음. 그리고 병렬처리 능력은 특정유형의 문제를 해결하는데 있어서 전통적인 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 계산을 수행할 수 있게 한다. 

양자컴퓨팅의 고양이와 병렬 계산 원리

• 구글이나 IBM과 같은 회사가 몇십개의 큐비트를 작동시키는것이 현재의 한계이며, 양자 컴퓨터는 지수적 병렬 계산을 통해 성능을 발휘한다. 일반 컴퓨터 GPU의 병렬방식과는 원리가 다르다. 

양자컴퓨터의 작동 원리와 가능성

• 양자 컴퓨터는 처음에 단 하나로 시작하지만 중첩이 가능해 수천개의 컴퓨터가 동시에 작동하는것처럼 보인다. 나뭇가지가 갈라지면서 모든 뿌리가 하나여야하고, 결맞음이 없으면 기하급수적인 갈라짐이 멈춘다. 양자 기술의 핵심은 가지를 부러뜨리지 않으면서 많은 가지가 갈라지는것을 유지하는것이며 이것으로 궁극의 계산기 역할이 가능하다.