quantum computer – 양자 컴퓨터

양자 컴퓨터는 원자 이하의 차원에서, 입자의 움직임에 기반을 두고 계산이 수행되는 컴퓨터이다.

이러한 컴퓨터가 개발된다면, 이전의 그 어느 컴퓨터보다 더 빠르게 연산을 할 수 있는 능력을 가지게 될 것이다.

이러한 처리 능력의 가파른 상승은 양자 컴퓨터 내의 데이터 단위가 기존의 이진수 기반의 컴퓨터와는 달리, 한번에 하나 이상의 상태로 존재할 수 있다는 사실에 기인한 것이다.

이러한 사상에서는 컴퓨터가 동시에 여러 가지 생각을 할 수 있다는 것이고, 각각의 생각들은 비록 그것들이 동일한 입자에서 일어나더라도 서로에게 독립적일 수 있다는 것을 의미한다.

엔지니어들은 양자 컴퓨터 내의 기본적인 데이터 단위를 표현하기 위하여 큐비트(qubit)라는 용어를 고안해 냈다.

큐비트는 기본적으로 동시에 여러 개의 값들을 갖는 비트이다.

이 배경에 있는 이론은 개별 입자들이 여러 개의 장소에 존재하는 것처럼 보이는 양자 역학 이론만큼이나 이상야릇한 것이다.

큐비트가 어떻게 여러 개의 상태에서 존재할 수 있는가를 생각해 보는 하나의 방편으로, 큐비트는 각각이 고(논리 1) 또는 저(논리 0)가 될 수 있는 두 개 이상의 상 또는 차원을 가지고 있다고 상상하는 것이다.

그래서, 만약 큐비트가 두 개의 상을 가지고 있다면 동시에 4개의 서로 다른 상태, 즉 00, 01, 10, 그리고 11을 가질 수 있을 것이며, 만약 세 개의 상을 가지고 있다면 000에서 111에 이르는 8개의 서로 다른 상태를 가질 수 있을 것이다.

양자 컴퓨터는 특히 다음과 같은 분야에 유용한 것으로 알려져 있다.

암호의 해독 통계 분석 큰 수의 인수 분해 이론 물리학 문제의 해결 많은 변수들이 개입된 최적화 문제의 해결