세계 각국과 주요 빅테크 기업들은 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘는 미래형 컴퓨터인 양자 컴퓨터 연구에 몰두합니다. 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터와는 물리적 구조에서부터 큰 차이를 보이며, 처리 속도와 능력에서 차원이 다른 성능을 자랑하는데요. 양자역학을 기반으로 한 이 컴퓨터는 지금까지 해결이 불가능했던 문제를 해결할 수 있고, 세상을 근본적으로 변화시킬 잠재력을 품고 있다고 하죠. 오늘 <테크 한입>에선 양자 컴퓨터의 작동 원리와, 양자 컴퓨터가 바꿔놓을 미래의 모습을 살펴보겠습니다.
양자 컴퓨터와 양자 역학 이해하기
🖥️ 양자 컴퓨터란: 양자 컴퓨터는 양자역학의 원리를 기반으로 연산을 수행하는 컴퓨터로, 기존 컴퓨터와는 전혀 다른 방식으로 작동해 대량의 연산을 압도적으로 빠르게 처리할 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 큐비트의 중첩과 얽힘을 이용해 많은 계산을 병렬로 동시에 처리할 수 있죠. 양자 컴퓨터의 이론적 기초는 1980년대 물리학자 리처드 파인만과 데이비드 도이치에 의해 처음 제안됐습니다. 이후 구글, IBM과 같은 주요 기업이 양자 컴퓨터 상용화를 위해 활발하게 연구를 진행 중이며, 2019년 구글은 양자 컴퓨터로 기존 슈퍼컴퓨터로는 불가능한 연산을 성공적으로 처리하며 '양자 우위'를 달성했다고 발표한 바 있습니다.
📟 비트 대신 큐비트를: 기존 컴퓨터는 비트(bit)를 기반으로 연산을 수행합니다. 비트는 0 또는 1의 상태를 나타내고, 비트가 5개라면 2^5=32개의 상태 중 하나의 상태로 연산을 수행합니다. 반면 양자 컴퓨터에 사용되는 큐비트(Qubit, Quantum Bit)는 양자역학의 특성에 따라 상태가 0일 수도, 1일 수도, 0과 1 모두일 수도 있습니다. 누군가가 큐비트의 상태를 관측하기 전에는 여러 상태가 중첩돼 존재하지만, 누군가 상태를 관측하는 즉시 큐비트의 상태는 0 또는 1로 고정되죠.