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
이 분야의 연구개발자들이 직면하고 있는 가장 큰 어려움은, 상당 시간동안 적절한 방법에 반응하는 입자를 얻기가 매우 어렵다는 사실이다. 아주 근소한 장애만 있어도 양자 방식으로 일하던 컴퓨터가 작동을 멈추고 "한번에 단 한가지의 생각만을 하는" 일반적인 컴퓨터의 상태로 되돌아가 버리게 된다. 약간 벗어난 전자기장이나 물리적 움직임 또는 아주 작은 방전조차도, 이러한 과정을 분열시키기에 충분하다.

Stanford-Berkeley-MIT-IBM NMR 양자 컴퓨터 프로젝트 웹사이트에 좀더 자세한 내용이 제공됩니다.


이 정보는 2002년 4월 30일에 수정되었습니다.
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