양자컴퓨터

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재의 컴퓨터는 0과 1이라는 이진법 신호로 작동한다. 스위치를 켜 전기가 흐르도록 하면 1, 스위치를 끄면 0을 나타내는데 이를 이용해 연산을 하거나 정보를 저장하고 읽어내는 식이다. 0이나 1의 상태가 ‘비트’라는 정보의 기본 단위가 된다. 비트의 양이 늘어날수록 성능도 비례해서 발전한다. 더 작은 반도체에 더 많은 비트를 담는 것이 현재 반도체 회사들의 목표이다.

반면 양자컴퓨터는 눈에 보이지 않는 미시 세계에서 나타나는 양자역학(量子力學)을 이용한다. 양자역학은 확률로 물질의 상태를 표시한다. 0과 1이 아닌 중간 단계가 동시에 존재할 수도 있다. 이 때문에 양자컴퓨터는 0과 1을 이용하면 두 가지가 아니라 00, 01, 10, 11과 같은 4가지 표현이 가능하다. 이 단위를 ‘큐비트’라고 한다. 큐비트 세 개가 있으면 8가지 상태를 표현할 수 있고 네 개는 16가지 상태가 가능해진다. 10개가 있으면 무려 1024가지 상태를 표현할 수 있다. 비트를 늘리는 것보다 큐비트를 늘리는 것이 비교할 수 없을 만큼 효율적이라는 것이다.

양자컴퓨터를 자유자재로 이용할 수 있게 되면 성능 개선의 한계에 부딪힌 컴퓨터를 전혀 다른 차원으로 끌어올릴 수 있다. 과학자들은 양자컴퓨터가 상용화되면 수퍼컴퓨터로 1000년이 걸리는 계산을 불과 몇 분이면 해낼 수 있다고 확신한다.

양자컴퓨터를 구현하기 위해서는 전자(電子)에서 일어나는 양자현상을 완벽하게 통제할 수 있어야 한다. 구글은 작년 6월 전자 9개를 제어할 수 있는 9큐비트 규모의 양자컴퓨터를 시연했고, IBM은 5큐비트 양자컴퓨터를 만들어 공개했다. IBM의 5큐비트 양자컴퓨터는 이미 4만명 이상이 이용한 것으로 알려졌다. IBM은 지난 8일 “가까운 시일에 50큐비트 규모의 양자 컴퓨터를 개발해 유료 서비스를 시작할 것”이라고 발표했다. 본격적인 양자컴퓨터 상용화의 길을 열겠다는 것이다. 마이크로소프트 역시 양자역학 전문가를 대거 채용해 1~2년 내에 상용 양자컴퓨터를 출시할 계획이다.

By | 2017-05-29T12:48:10+00:00 2017.5.23|재미있는 과학이야기|양자컴퓨터에 댓글 닫힘