양자컴퓨팅이란 무엇입니까? 누구나 쉽게 이해할 수있는 설명

양자컴퓨팅이란 무엇입니까? 누구나 쉽게 이해할 수있는 설명

우리 주머니에 있는 힘에 대해 생각하는 것이 매력적인 일입니다. 오늘날 스마트폰은 50년전 방 하나 가득 채운 크기의 군용컴퓨터의 컴퓨팅 능력보다 뛰어납니다.  그러나 컴퓨터 혁명이 시작된 이래로 우리가 클래식 컴퓨터로 만든 놀라운 발전에도 불구하고 클래식 컴퓨터로는 해결할 수없는 문제가 남아 있습니다. 많은 사람들이 양자컴퓨터가 답이라고 믿습니다.

고전 컴퓨터의 한계.

트랜지스터로 알려진 컴퓨터의 스위칭 및 메모리 유닛을 원자처럼 작게 만드는 컴퓨터를 생각하고 구축하기 위해서는 완전히 새로운 방식을 찾아야 합니다. 조금 극단적으로 표현하면비록 클래식 컴퓨터가 우리에게 많은 놀라운 일을 할 수 있도록 돕는다고하더라도 실제로 0과 1의 비트 값 시퀀스를 사용하여 두 가지 상태를 나타내는 즉 온오프 스위치라고 생각하는 계산기 일뿐입니다. 사전에 설정된 지침에 따라 입력되는 데이터에 대하여 결정하는 것입니다. 퀀텀 컴퓨터는 고전 컴퓨터를 대체하기 위한 것이 아니며, 고전 컴퓨터의 기능을 넘어선 복잡한 문제를 해결하는 데 사용할 수있는 다른 도구가 될 것으로 예상됩니다.

기본적으로 우리가 저장하고 처리해야 하는 정보가 커지는 빅데이터 세계로 진입함에 따라 이를 처리하기 위해 더 많은 1과 0의 트랜지스터가 필요합니다. 대부분의 클래식 컴퓨터는 한 번에 한 가지만 처리할 수 밖에 없어 문제가 복잡할수록 처리시간이 급격히 오래 걸립니다. 오늘날 컴퓨터가 수용 할 수있는 것보다 휠씬 많은 전력과 시간을 필요로하는 문제는 다루기 힘든 문제라고합니다. 이들은 양자 컴퓨터가 해결할 것으로 예상되는 문제입니다.

양자 컴퓨터의 힘.

원자와 원자 입자의 세계에 들어서게되면, 예상치 못한 방식으로 행동하기 시작합니다. 실제로 미시 세계의 입자는 양자 중첩이라는 현상 즉, 한 번에 여러 상태로 존재할 수 있습니다. 이런 현상이 양자 컴퓨터에서 활용할 수있는 능력입니다.

기존의 컴퓨터가 사용하는 비트 대신에 양자 컴퓨터는 큐비트 (qubit)라고하는 양자 비트를 사용합니다. 차이를 설명하기 위해 공을 상상해보십시오. 비트는 공의 두 극점 중 하나에 있을 수 있지만 공의 임의의 점에 큐비트가 존재할 수 있습니다.  큐비트를 사용하는 컴퓨터는 엄청난 양의 정보를 저장할 수 있고 클래식 컴퓨터보다 적은 에너지를 사용합니다. 전통적인 물리 법칙이 더 이상 적용되지 않는 이 양자 컴퓨팅 분야에 진입함으로써 우리는 오늘날 사용하는 프로세서보다 훨씬 빠르게 적어도 백만 배 이상의 속도를 가진 프로세서를 만들 수있게 될 것입니다. 환상적으로 들리겠지만, 도전 과제는 양자 컴퓨팅이 또한 매우 복잡하다는 것입니다.

고전적인 방법을 사용하는 것은 이미 에너지 효율성의 한계에 도달했기 때문에 컴퓨팅 파워를 더욱 효율적으로 만들기 위한 새로운 방법을 찾는 노력을 컴퓨터 업계에서 하고 있습니다.반도체 산업 협회의 보고서에 따르면 2040년이면 전 세계의 모든 기계에 공급할 전원이 부족해 질 것이라는 점입니다. 이것이 바로 컴퓨터 업계에서 상업적 규모로 작동하는 양자 컴퓨터를 개발하기 위해 경쟁하고 있는 이유입니다.  

Quantum Computing는 세상을 변화시킬 것입니다.

모든 산업 분야에서 활용할 영역이 있기 때문에 단순히 양자 컴퓨팅이 우리의 세상을 어떻게 변화 시킬지 예측하기는 어렵습니다. 우리는 완전히 새로운 물리학 영역으로 나아가고 있으며 아직까지 생각조차하지 못했던 솔루션과 활용도가 있을 것입니다. 하지만 비교적 단순한 0 또는 1의 옵션을 사용하여 고전적인 컴퓨터가 지금까지 세상을 얼마나 혁명적으로 변화 시켰는지를 돌아보면 동시에 수백만 회의 계산을 수행 할 수있는 큐비트의 처리 능력을 갖추게 될 경우 생길 특별한 가능성을 상상해 볼 수 있습니다 .

우리가 알고있는 것은 양자컴퓨터가 모든 산업 분야에서 게임의 룰을 변화시킬 것이며 사업 방식, 새로운 의약품 및 재료 개발, 데이터 보호, 우주 탐구, 날씨 및 기후 변화 예측에 큰 영향을 미칠 것입니다. IBM, Google,  가장 영향력있는 국가 정부 등에서 양자 컴퓨팅 기술에 투자하고 있다는 것은 우연이 아닙니다. 지금까지 풀지 못한 문제를 해결하고 지금은 가능하지 않은 효율성을 경험할 수 있기 때문에 양자 컴퓨팅이 우리의 세계를 변화시킬 것으로 기대하고 있습니다.