기사 핵심
양자컴퓨터
기사의 주제
양자컴퓨터는 양자의 성질인 '중첩'과 '얽힘'이라는 특성을 이용한 컴퓨터이다. 기존 컴퓨터는 0과 1 중 하나만 가질 수 있는 비트를 단위로 활용하지만 양자컴퓨터는 0과 1이 동시에 존재할 수 있는 중첩 상태의 '큐비트'를 사용해 빠른 계산이 가능하다. 슈퍼 컴퓨터로 수십만 년이 걸리는 계산을 양자컴퓨터로는 단 몇 분만에 해결할 수 있기 때문에 많은 기업들이 사용화에 도전하고 있다.
큐비트 구현방식
초전도체 방식
저항이 '0'이 되고 이때 전자들이 특정한 양자 상태를 유지하면서 큐비트가 만들어진다.
연산 속도가 빠르고 반도체 기술을 활용해 대량생산도 상대적으로 쉬워 구글/IBM 등이 이를 기반으로 양자컴퓨터를 만들고 있다.
다만 큐비트가 매우 불안정해 상태가 쉽게 깨진다는 단점이 있다.
이온트랩
전기장을 이용해 이온을 공중에 띄운 뒤 레이저를 쏴 차갑게 냉각시키는 방식으로 큐비트를 구현한다.
아이온큐가 이 방식을 활용한 양자컴퓨터를 개발하고 있다.
연산 정확도가 높지만 큐비트 수를 늘리는 것이 어렵다.
위상 초전도체 기반의 양자칩 마요라나
특정한 구조를 가진 초전도체는 마요라나 입자라는 것을 만들어내고, 이 안에서 큐비트의 상태가 안정적으로 유지된다.
MS가 이 방식을 기반으로 큐비트를 구현했다.
외부 환경 변화에도 안정적인 상태를 유지할 수 있어 기존 칩이 가지고 있던 불안정성을 해결할 수 있는 기술이다.
큐비트가 안정적인 만큼 수를 빠르게 늘릴 수 있어 양자컴퓨터 성능을 끌어올릴 것으로 기대되지만 아직 실험적으로 완전히 검증된 방식은 아니다.
예시.
초전도체 방식: 빙판 위에서 스케이트를 타는 것 (빙판이 거칠거나 불순물이 있으면 쉽게 걸려 넘어질 수 있다.이는 전자의 움직임이 방해받으면서 큐비트가 깨지는 현상과 유사.)
위상 초전도체 방식: 롤러코스터 트랙 (롤러코스터 트랙은 만들기 어렵지만 미리 설계된 경로를 따라 움직이도록 작동, 트랙에 불순물이 있어도 크게 방해받지 않고 앞으로 나아갈 수 있다.)
