양자컴퓨터의 핵심은 칩이고 샹들리에처럼 보이는 건 모두 작은 칩의 온도를 낮게 유지하기 위한 냉각 장치라는 사실! 즉, 샹들리에는 양자컴퓨터 칩의 집인 셈이지. 어디 구경 좀 해볼까? 집 없는 길냥이 친구들이 무척 부러워하겠군!
●양자컴퓨터 전쟁의 시작
양자컴퓨터란 관측하기 전까지는 양자가 가진 정보를 알 수 없다는 양자역학의 ‘중첩’을 이용해 만든 컴퓨터야. 쉽게 말해 우리가 쓰는 PC나 기상청 같은 국가 기관, 대기업이 쓰는 ‘슈퍼컴퓨터’보다 계산을 훨씬 빠르게 할 수 있는 새로운 방식의 컴퓨터지.
1982년 미국 물리학자 리처드 파인만이 물리 현상을 시뮬레이션하려면 많은 계산을 순식간에 할 수 있는 컴퓨터가 필요하다며 ‘양자컴퓨터’의 작동 방식을 처음 언급했어.
파인만 이후 전세계 국가 기관과 기업이 양자컴퓨터 개발에 힘썼는데, 1998년에 미국 캘리포니아 버클리대학교에서 2000년에 IBM에서 양자컴퓨터를 만들었고 양자컴퓨터만 전문으로 개발하는 캐나다 회사 ‘디웨이브’, 구글 같은 대기업도 양자컴퓨터에 관심을 가지면서 본격적인 양자컴퓨터 전쟁이 시작됐어.
Q왜 샹들리에처럼 생겼나요?
양자컴퓨터가 작동하려면 중첩, 얽힘 같은 양자의 성질을 이용해 정보를 처리하는 ‘큐비트’가 필요해. 큐비트를 만드는 방법은 여러 가지가 있는데, 구글과 IBM은 모두 ‘초전도 방식’을 이용해 큐비트를 구현했지.
초전도 방식은 절대온도 0K에 가까운 낮은 온도에서 큐비트를 작동시킨다는 점이 특징이야. 큐비트는 일반 컴퓨터에 비해 신호의 크기가 매우 작은데다 신호를 방해하는 잡음이 잘 발생하는데, 상온에서는 잡음이 커서 큐비트의 신호가 거의 보이지 않아. 잡음은 절대온도에 비례하는 특징이 있어서 잡음을 줄이려면 0K 근처에 큐비트를 놓아야 하지. 거대한 샹들리에는 사실 커다란 냉장고 역할을 하고 있는거야!
Q이렇게 크면 집에서 쓸 수 없잖아요!
우리가 쓰는 스마트폰에는 음성을 인식해 명령을 수행하는 ‘인공지능 비서’가 들어있지. 그런데 실제 인공지능이 안에 들어있는 건 아냐. 단지 사용자의 말을 스마트폰이 인식한 뒤 신호를 빠르게 서버에 전달하고, 서버에 있는 인공지능이 신호를 해석해 다시 빠르게 스마트폰에 보내는 거지. 그래서 인터넷 연결이 끊기면 인공지능 비서도 동작하지 않는 거야.
미래에 양자컴퓨터가 상용화 돼도 집에 둘 필요는 없어. 무선 인터넷을 통해 대기업이 가진 양자컴퓨터를 이용하는 방식으로 쓸 테니까!
Q‘53 큐비트’의 53은 어떤 뜻인가요?
큐비트는 양자컴퓨터의 정보 처리 단위야. 일반 컴퓨터가 0과 1 값을 갖는 비트 단위로 정보를 처리한다면 양자컴퓨터는 큐비트 단위로 처리해. 이론적으로 큐비트의 수가 10개면 210개 경우의 수를 확인해야 하는 문제를 한 번에 풀 수 있다는 뜻이고, 53개면 253개의 경우의 수를 확인해야 하는 문제를 한 번에 풀 수 있다는 의미야.
