[IT기획] 백만년 걸릴 계산, 하루면 되지만... 상용화되기 어려운 '양자 컴퓨터' | 밸류체인타임스

최한영 칼럼니스트
2023-07-22
조회수 17607

출처=Unsplash


CPU를 여러개 돌려도 불가능했던 것들이 양자 컴퓨터로 해결 가능하다. 


[밸류체인타임스=최한영 인재기자] 양자 컴퓨터는 양자역학에서 양자얽힘, 중첩, 텔레포테이션 등의 효과를 계산하는 컴퓨터다. 컴퓨터, 과학, 수학, 물리학의 여러 분야가 모여있다.


컴퓨터가 데이터를 처리하는 과정에서 계산이 꼬이거나 오래된 컴퓨터는 컴퓨터가 종종 멈추기도 한다. 하지만 슈퍼컴퓨터로도 넘지못하는 컴퓨터 속도의 한계가 있다.


최초의 1페타플롭스로 공인된 IBM의 로드러너는 초당 1000조 번 연산이 가능한 컴퓨터다. 하지만 중국의 선웨이 타이후라이트가 93페타플롭스로 2018년까지 세계 1위를 차지했다.


2018년 IBM은 143페타플롭스를 가지고 등장했다. 이것도 부족해서 속도를 늘리려고 CPU도 최대치로 늘렸지만 아직 만족하지 못했다. CPU를 엄청나게 많이 늘려 1명이 오랫동안 해결할 문제를 10명이 동시에 해결할 수 있는 것과 같아진다. 다. 그러나 발열이 심해서 냉각장치를 설치했지만 전력소모와 돈이 너무 많이 들었다.


양자컴퓨터는 중첩 현상을 활용한다. 중첩 현상은 양자역학에서 여러 가능성을 동시에 갖는 것이다. 기존 컴퓨터는 0 혹은 1 중 하나만 가질 수 있다. 양자 컴퓨터는 중첩되어 있는 0과 1 두 개를 동시에 가질 수 있는 것이다.


이 중첩현상을 이용해서 훨씬 빠르게 문제를 해결할 수 있다. 기존 컴퓨터에서 1비트면 2개를 가질 수 있고 2비트면 4개를 가질 수 있다. 점점 비트가 늘어나지만 양자 컴퓨팅은 동시에 두 개를 가지기 때문에 처리 속도는 계속해서 늘어난다.


일반 컴퓨터는 8비트에 256개를 선택해서 1개만 처리가 가능하다. 양자 컴퓨터는 8큐비트로 256개를 동시에 처리할 수 있다.


출처=구글이미지 검색


양자 컴퓨터에 대한 인식과 장단점

2011년 디 웨이브는 128큐비트의 양자 컴퓨터를 만들었다고 발표했다. 구글, 나사 등 여러 기업에서 큰 돈을 들여 샀지만 일반 컴퓨터와 속도가 비슷하다고 주장했다. 이 사건을 계기로 양자 컴퓨터에 대한 시선이 서늘해졌다.


현재 양자 컴퓨터는 최고의 슈퍼 컴퓨터로 백만년이 걸릴 계산을 하루면 충분히 해낸다. 계산이 오래걸려 시도하지 못했던 계산을 할 수 있게 됐다. 역시 양자 컴퓨터의 최고의 장점은 최적화다.


양자 컴퓨터의 단점은 실용적이지 못하다는 점이다. 어떠한 전문 특정 분야 에서만 효율적으로 사용할 수 있다. 양자 컴퓨터의 큐비트가 많아질수록 중첩상태를 이루기가 어려워지면서 관리하는 것도 어렵다.


양자 컴퓨터를 사용하려면 섭씨 영하 273도와 진공상태를 유지해야 하며, 초전도 상태를 유지해야 한다. 방음 장비에 차진설비까지 컴퓨터 하나에도 조건이 너무 까다롭다.


양자 컴퓨터를 상용화해서 더 정확한 정보를 빠르게 알 수 있는 날이 오기를 기다린다.


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