미래 컴퓨터 '양자 컴퓨터'

구글 양자 컴퓨터 개발

수퍼 컴퓨터의 성능 뛰어넘는 초수퍼

일반 컴퓨터 일만년 연산을 단 3분여만에

김태봉 기자

작성 2019.12.11 21:54 수정 2019.12.16 14:09

양자 컴퓨터의 우월성

 

구글 “Quantum leap in computing as Google claims ‘supremacy’

양자 컴퓨터의 성능이 슈퍼 컴퓨터의 성능 뛰어넘어.<Nature지 게시>

 

1월 미국에서는 상업용 양자 컴퓨터가 출시되었다.이번 구글이 개발한 시커모어는 일반컴퓨터로 일만년동안 연산해야하는 문제를 단 320초만에 계산해냈다는 놀라운 사실이다.

 

양자컴퓨터란 양자역학의 중첩원리를 이용 동작하는 컴퓨터이다.기존 일반 컴퓨터는 트랜지스터의 특성을 이용해서 동작한다.즉 전류 흐름의 단속으로 01을 이용 16개의 수를 만들기위해서 4비트를 필요로하는데 반해 양자컴퓨터는 큐비트를 이용한다.

 

큐비트는 관측되기 전에는 물질의 상태가 정해지지 않는다는 중첩원리를 이용하는 것으로 양자역학에 따르면 관측되기 전에 물질은 중첩상태로 있기 때문이다. 결국 중첩상태로 존재하는 큐비트는 비트와 달리 동시에 01의 상태가 중첩이 되어있고 관측이 되는 순간 상태가 정해지는 원리를 사용한다.

 

여기서 관측이란 결어긋남을 의미하는데 이는 양자컴퓨터가 제대로 동작하기 위해서는 큐비트를 완벽하게 중첩상태로 유지시키는게 중요하다.

 

양자컴퓨터가 나오기는 했으나 일반인들이 사용하기에는 아직 시간이 필요하다. 그 이유는 큐비트를 중첩상태로 유지하는 것이 매우 어렵기 때문이다. 그런데 이번 구글이 사용한 방식은 초전도 소자 방식으로 전자를 극저온 상태에서 중첩상태로 가둬두는 방식을 사용하낟.

 

물론 이 방법 외에도 이온트랩 방식도 존재한다.

 

초전도 소자 방식에는 전자를 극저온에서 완전한 중첩상태로 만들어 두는게 중요하다.그러나 양자역학에 의해 관측이 되지않아야 하기 때문에 완벽히 상호작용이 안되는 상태를 유지해야한다.예를들어 주변에 작은 전자기파만 지나가도 전자기파에의해 전자의 중첩상태가 깨지게되고 오류가 생기게된다. 따라서 양자컴퓨터 주변에 와이파이나 블루투스등의 기기사용도 불가능하다.

 

따라서 이런 등의 이유로 올호 세계최초 상업용 컴퓨터는 이러한 조건을 만족시키기위해 거대한 시설물이 사용되었다. 올해 IBM에서 선보인 Q System One의 경우 큐빗이 20개정도 사용되었을 뿐인데 그 크기는 IBM최초 컴퓨터 크기와 맞먹을 정도의 크기였다. 전자를 중첩상태로 가두기위한 초전도 설비가 그 이유인 것이다.

 

양자 컴퓨터의 발달로 오늘날의 과학은 그 속도에있어서 트랜지스터 시대와는 비교할 수 없을 정도의 빠른 속도로 진화할 것이 명백해보인다.

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