다양하고 넓은 이야기

양자 컴퓨터는 무엇이고 어디에 쓰일까요?

양자컴퓨터란 양자역학 원리를 이용해서 기존 컴퓨터로는 불가능했던 일들을 처리할 수 있는 차세대 컴퓨터입니다. 현재 슈퍼컴퓨터로도 해결하기 어려운 문제들이 많은데 이를 쉽게 풀어낼 수 있다고 합니다. 이러한 양자컴퓨터는 어디에 활용되고 있을까요?

양자컴퓨터는 어떤 방식으로 작동하나요?

양자컴퓨터는 큐비트라는 단위를 가지고 작동하는데요, 이 큐비트는 0과 1중 한 가지 상태로만 존재할 수 있고, 동시에 두 가지 상태를 가질 수 없습니다. 즉, 모든 경우의 수를 계산하면 결국 0 또는 1이라는 결괏값밖에 나오지 않는 거죠. 그래서 특정 조건에서만 연산이 가능한데, 이것을 중첩상태라고 부릅니다. 예를 들어 2개의 큐비트가 있다면 서로 다른 값을 가지는 상황에서는 각각 따로따로 연산이 가능하지만 같은 값을 가지는 순간 둘 다 0이 되어버리기 때문에 오직 한쪽으로만 연산이 가능하게 됩니다. 이렇게 되면 여러 개의 큐비트를 병렬로 연결해도 성능 향상 효과가 크게 나타나지 않습니다. 하지만 만약 10개의 큐비트가 있다면 총 100억 번의 연산이 가능해지는데, 이때부터는 속도가 기하급수적으로 빨라집니다. 따라서 많은 수의 큐비트를 가진다면 훨씬 빠른 속도로 복잡한 계산을 수행할 수 있게 됩니다.

양자컴퓨터는 어떻게 개발되었나요?

양자컴퓨터는 1985년 IBM 연구소에서 처음 등장했습니다. 당시엔 이론상으로만 존재하던 기술이었는데, 1993년 미국 MIT 대학에서 최초로 실용화에 성공하였습니다. 이후 2000년대 초반까지는 주로 대형 슈퍼컴퓨터와의 경쟁을 위해 빠르게 발전하였고, 최근에는 인공지능(AI) 분야 등 다양한 분야에서의 활용성을 높이기 위한 연구가 진행 중입니다.

양자컴퓨터 상용화 시기는 언제쯤 될까요?

현재 우리가 사용하는 컴퓨터는 모두 디지털방식이며, 이진수 체계를 기반으로 하고 있습니다. 반면 양자컴퓨터는 불확정성의 원리에 의해 정보처리 과정 자체가 확률적으로 결정되기 때문에 매우 높은 수준의 보안성이 요구되는 암호체계를 풀 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 대용량 데이터 분석 및 초고속 연산능력을 보유하고 있어서 의료, 금융, 국방 등 각종 산업분야에서도 큰 파급효과를 가져올 것으로 기대되는데요, 전문가들은 2030년 경이면 양자컴퓨터가 본격적으로 상용화될 것으로 전망하고 있습니다

 지금까지 양자컴퓨터에 대해 알아보았는데요, 미래사회에선 양자컴퓨터가 필수불가결한 요소가 될 것 같습니다. 앞으로의 세상이 더욱 기대되네요!