양자 컴퓨터의 설명 그리고 전망과 유의 사항

양자컴퓨터

양자 컴퓨터 설명

양자 컴퓨터는 중첩(동시에 여러 상태가 존재할 수 있음을 의미함), 양자 얽힘(두 개 이상 양자 사이의 상호작용 하는 것을 말함), 양자간섭 등 양자 역학의 원리를 사용하여 기존 컴퓨터와는 근본적으로 다른 방식으로 정보를 사용하는 고급 컴퓨팅 시스템입니다. 비트를 사용하여 데이터를 0 또는 1로 표현하는 기존 컴퓨터와 달리, 양자 컴퓨터는 양자 비트 또는 큐비트를 사용하며, 이는 0, 1 또는 이들 국가의 조합을 동시에 나타낼 수 있습니다. 이를 통해 양자 컴퓨터는 알려지지 않은 규모에서 유사한 계산을 수행하여 특정 복잡한 문제를 기존 시스템보다 기하급수적으로 활발하게 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 암호 분석, 최적화 문제, 의학 발견 및 금액 시스템 시뮬레이션과 유사한 작업은 엄청난 이점을 낼 수 있습니다. 슈퍼컴퓨터가 풀기 힘든 문제를 엄청난 속도로 빠르게 해결할 수 있을 것으로 예상되며, 이러한 점 때문에 미국 조바이든 대통령은 중국의 이 기술에 대하여 제재를 가하라는 명령을 내리기도 하였습니다. IBM, 구글, 마이크로소프트, 인텔, NTT 등의 글로벌 기업들이 연구하고 있다. 그럼에도 불구하고 양자 컴퓨터를 구축하고 운영하는 것은 계산에 필수적인 섬세한 양자 상태를 유지하기 위해 거의 영점에 가까운 온도, 완벽 제어, 오류 수정을 거쳐야 하는 어려운 과제입니다.

 

양자 컴퓨터의 전망

양자 컴퓨팅의 미래는 아직 초기 개발 단계에 있기 때문에 유망하면서도 불확실합니다. 향후 10년 동안 양자 컴퓨터는 실험 프로토타입에서 작동하는 기술 문제를 위한 상업적으로 실현 가능한 도구로 전환할 것으로 예상됩니다. 오류 수정 방법 및 확장 가능한 큐비트 인프라 개발과 유사한 태클 개선은 이러한 정교화에 매우 중요합니다. 양자 컴퓨터는 복잡한 최적화 문제를 작업하여 의학 발견 또는 물류를 가속화함으로써 의학과 유사한 근면성을 수정할 수 있습니다. 정부와 전 세계 주요 기술 기업들은 양자 탐사에 많은 투자를 하고 있으며, 사이버 보안, 인공 지능 및 과학 탐사에 대한 혁신적인 영향을 기대하고 있습니다. 하지만 양자 계산에 적합한 많은 문제들이 여전히 현재 이용 가능한 것보다 더 크고 신뢰할 수 있는 시스템을 보유하고 있기 때문에 단기적으로는 실용적인 운영이 제한적일 수 있습니다. 양자컴퓨터에 대한 연구는 미국과 중국이 가장 앞서 있고 그 외에 유럽이나 일본 중심으로 연구가 진행되고 있으며, 관련기업으로는 IBM, 구글, 아이온큐, 디웨이브퀀텀, 리게팅컴퓨팅, 하니웰, 힐스크, 아르킷퀀텀 등이 있습니다. 최근 구글이 공개한 최신 양자칩 윌로는 현존하는 가장 빠른 슈퍼컴퓨터가 10 자년 걸리는 문제를 단 5분 만에 풀 수 있다며 발표하였습니다. 10자년은 우주의 나이보다도 긴 시간이라고 합니다. 구글이 월로를 발표하면서 가상자산 시장이 출렁였습니다. 가장자산에 적용된 보안 기술이 백지화될 수 있다는 점에서 변동이 있었습니다. 

 

양자 컴퓨터의 유의사항

양자 컴퓨팅이 발전함에 따라 비전적인 예방책을 수반하는 독특한 도전 과제와 함정이 발생합니다. 주요 관심사 중 하나는 양자 컴퓨터가 큰 숫자를 인수분해하는 난이도를 계산하는 RSA 및 ECC와 유사하게 광범위하게 사용되는 암호화 시스템을 깨뜨리는 것입니다. 이 문제를 해결하기 위해 실험자들은 양자 이후 세계에서 데이터를 보호하기 위해 양자 저항성 암호화 알고리즘을 개발하고 있습니다. 암호를 깨드리게 되는 최악의 상황을 가정해 볼 때는 전쟁등의 활용이 있습니다. 국가기밀의 유출이나 무기들의 시스템이 무력화되고 해킹의 위험이 존재하는 등의 상황을 예상해 볼 수 있습니다. 미국과 중국등의 강대국이 이러한 이유로 양자컴퓨터 분야에서 서로를 견제하며 기술을 주시하고 있는 이유 중에 하나입니다. 또한 빅테크 기업들이 양자컴퓨터에 많은 돈을 들이는 이유중하나는 AI 대안제로서의 작용입니다. 양자컴퓨터와 AI를 결합하여 양자 AI를 기대하고 있습니다. 또한 양자 컴퓨터는 환경 소음과 범죄에 크게 민감하기 때문에 강력한 오류 수정 및 내결함성 설계가 신뢰성에 필수적입니다. 특히 인공지능과 같은 분야에서는 양자 컴퓨팅이 정확하게 규제되지 않으면 충동을 증폭시키거나 불평등을 강화할 수 있는 윤리적 기업도 등장합니다. 정부, 실험자, 그리고 부지런히 협력하여 양자 기술의 책임 있는 사용과 개발을 안내하는 프로그램과 규범을 수립하고 함정을 최소화하면서 사회 전체에 이익을 줄 수 있도록 노력해야 합니다.