양자 컴퓨팅

양자 컴퓨터는 양자역학의 특성을 활용해 계산을 수행하는 컴퓨터다. 양자 컴퓨터는 복잡한 문제를 해결할 수 있고, 나오면 엄청난게 달라질 거라고 얘기하지만 도대체 어떻게, 왜 달라지는 걸까? 

 

20세기 트랜지스터 기술에 의존하는 0과 1의 비트(bit)로 이루어진 기존 컴퓨터와는 달리, 양자 컴퓨터의 데이터의 기본 단위는 큐비트(Qubit)다. 비트처럼, 큐비트도 0과 1의 상태를 갖지만 양자의 특성중의 하나인 "중첩" 상태가 추가된다. 중첩 상태는 큐비트의 값을 누군가 관찰하기 전까지 0일 수도있고, 1일 수도 있는 불확실한 상태로 남도록 한다. 큐비트가 모든 가능성을 포함하기 때문에 이러한 중첩은 고유한 병렬성을 부여하여 다차원적 계산을 가능토록 해준다. 

 

A와 B 두 친구가 숫자 맞추기 게임을 하고 있다. 1부터 1억까지 수 들 중에서 A가 마음 속으로 생각한 숫자를 B가 때려맞춘다고 해보자. 기존 컴퓨터 방식이라면 B는 1부터 1억까지 순차적으로 숫자들을 때려맞추면서 A가 생각한 숫자가 맞는지 확인한다. 운이 나쁘다면 엄청난 시간이 걸릴 것이다. 반면에 양자 컴퓨터는 1부터 1억까지 어떤 숫자 하나를 때려맞추는 여러 버전의 B가 평행우주에서 동시 다발적으로 문제 푸는 것을 시도해버린다. 

이러한 연유로 양자 컴퓨터가 세상에 등장하면 기존의 보안에 엄청난 위협이 될 것이라는 말이 나오게 된다. 지금의 암호화 방식은 소인수 분해 등 기존의 컴퓨터로 엄청나게 오랜시간이 걸리는 연산을 이용하여 이루어져있는데, 이는 이론적으로는 양자컴퓨터로 단 몇 초만에 풀려버릴 수 있다. 

양자는 쉽게 간섭받을 수 있기때문에 현재의 양자 컴퓨터는 실험적인 환경에서만 제한적으로 동작하는 수준에 그치고있다. 하지만 언젠가는 반드시 등장하게될 양자 컴퓨터가 보여줄 세계... 죽기전에 한번 보고싶다.

 

https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ssl/quantum/what-is-quantum-computing/

https://aws.amazon.com/ko/what-is/quantum-computing/

https://www.ibm.com/kr-ko/topics/quantum-computing