### 개요 양자 컴퓨터는 양자역학의 원리를 이용하여 정보를 처리하는 컴퓨터이다. 양자역학에서는 한 입자가 여러 상태를 동시에 가질 수 있는 양자 중첩(superposition)과 한 입자가 다른 입자와 얽혀 있는 양자 얽힘(entanglement) 현상이 나타나는데, 양자 컴퓨터는 이러한 양자역학의 원리를 이용하여 기존의 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 효율적으로 계산을 수행할 수 있다. 양자 컴퓨터는 아직 개발 초기 단계에 있지만, 다양한 분야에서 혁신적인 기술을 개발할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 예를 들어, 양자 컴퓨터는 신약 개발, 재료 과학, 기후 모델링, 금융 등 다양한 분야에서 기존의 컴퓨터로는 불가능했던 문제를 해결할 수 있다. [[디지털 컴퓨터]]에서 자료는 [[비트]]로 처리되지는 양자 컴퓨터에서 자료는 [[큐비트]]로 처리 된다. ### 특징 양자 컴퓨터의 주요 특징을 살펴보면 다음과 같다. 1. **큐비트(Qubit):** 양자 컴퓨터는 정보를 저장하고 처리하는 기본 단위로 큐비트를 사용한다. 큐비트는 0과 1의 상태를 동시에 가질 수 있는 양자역학적 성질인 '중첩'을 이용한다. 이는 양자 컴퓨터가 동시에 여러 계산을 수행할 수 있게 해준다. 2. **얽힘(Entanglement):** 양자 컴퓨터는 또한 '얽힘'이라는 양자역학적 성질을 이용한다. 얽힘은 두 큐비트가 서로 연결되어 하나의 큐비트 상태가 다른 큐비트의 상태에 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 이는 양자 컴퓨터가 복잡한 문제를 더 효율적으로 해결할 수 있게 해준다. 3. **병렬성(Parallelism):** 양자 컴퓨터는 중첩과 얽힘을 통해 병렬 계산을 수행할 수 있다. 이는 양자 컴퓨터가 특정 유형의 문제를 전통적인 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 해결할 수 있음을 의미한다. 4. **양자 게이트(Quantum Gates):** 양자 컴퓨터는 양자 게이트라는 특별한 유형의 연산을 수행한다. 이러한 게이트는 큐비트의 상태를 조작하여 정보를 처리한다. 5. **초고속 계산능력:** 양자 컴퓨터는 특정 유형의 문제, 예를 들어 소수 분해나 최적화 문제 등을 전통적인 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 해결할 수 있다. 6. **초기 단계의 기술:** 양자 컴퓨팅은 아직 초기 단계에 있으며, 실용적인 양자 컴퓨터를 개발하는 것은 많은 과학적과 기술적 도전 과제를 포함하고 있다. 이러한 특징들은 양자 컴퓨터가 전통적인 컴퓨터와 근본적으로 다른 방식으로 정보를 처리하고 문제를 해결할 수 있음을 의미한다. ### 양자 계산과 양자 정보통신 양자 계산의 기본적인 원칙은 입자의 양자적 특성이 자료를 나타내고 구조화할 수 있다는 것과 양자적 메카니즘이 고안되어 이러한 자료들에 대한 연산을 수행할 수 있도록 만들어질 수 있다는 것에 기인한다. 양자 컴퓨팅이 여전히 실험적인 초기단계에 머물러있지만, 매우 작은 수의 큐비트를 가지고 양자 수치 계산이 수행되는지에 관한 연구들이 행해져 왔다. 양자 정보 통신은 정보 사회의 패러다임을 바꿀 신기술로 여겨졌다. 양자 정보 통신을 활용한 양자 컴퓨터는 한 개의 처리 장치에서 여러 계산을 동시에 처리할 수 있어 정보처리량과 속도가 지금까지의 컴퓨터에 비해 뛰어나다. 하지만 정보 교환을 위해 발생하는 양자 얽힘(quantum entanglement)에 큰 비용이 드는 단점이 있어 양자 정보 통신에서 필수적이지만 비용이 많이 발생하는 얽힘을 가능한 한 줄이고 부정보(side information)를 활용해 정보를 교환하는 방식이 개발되었다 ### 제품 - 2019년, 시커모어 프로세서, 53큐비트, 구글, 양자우월성 세계 최초 달성 - 2020년, 허밍버드 프로세서, 65큐비트, IBM - 2021년 10월, 쭈충즈(祖沖之) 2.1, 66큐비트, 중국과학기술대 판젠웨이(潘建偉) 원사. 중국 최초의 양자우월성, 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터보다 1천만배 빠르다. - 2021년 11월, 이글 프로세서, 127큐비트, IBM - 2022년, 오스프리 프로세서, 433큐비트, IBM - 2024년, 콘도르 프로세서, 1121큐비트, IBM - 2024년, 한국형 양자컴퓨팅 시스템(KQIP), 50큐비트, 대한민국 - 2030년, ??? 프로세서, 100큐비트, 대한민국 ### 참고 자료 - [양자 컴퓨터 - 위키 백과](https://ko.wikipedia.org/wiki/양자_컴퓨터) -