양자컴퓨터는 어떤 원리로 설계되나요?

Question

차세대 컴퓨터로 양자컴퓨터를 꼽고있습니다 어떤 원리로 설계되었고 얼마나 강력할까요? 블럭체인같은 강력한 암호체계도 뚫을수있다는데 가능할까요?

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있습니다. 양자 컴퓨터는 양자 중첩의 원리를 기반으로 큐빗(qubit) 체계를 사용합니다. 기존 컴퓨터는 bit 이진법 체계를 사용하죠. 기존 비트 체계로 2자리를 표현하는 방법은 00, 01, 10, 11 로 0, 1, 2, 3을 표현할 수 있습니다. 하지만 큐빗은 2자리를 동시에 중첩으로 표현하기 때문에 a l00>+b l01>+c l10>+d l11> 한번에 표현합니다. a, b, c, d는 lal^2+lbl^2+lcl^2+ldl^2=1이라는 관계가 있습니다. 또한 자릿수가 높아지면 높아질수록 비트체계보다 큐빗의 체계가 더욱 빠른 연산이 가능하죠. 왜냐하면 비트 체계가 각각을 하나하나 표현하여 연산할 때, 큐빗 체계는 한번에 연산하기 때문이죠. 그래서 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있는것입니다.

이러한 특징 때문에 양자컴퓨터의 장점은 암호해독에 아주 능하다는 것이죠. 그런데 코인과 같은 암호화폐는 기존 컴퓨터로 풀기 어렵게 되어있습니다. 하지만 양자컴퓨터가 등장하면 암호해독이 쉽게 가능하기 때문에 그런 이야기 나오는것입니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

양자컴퓨터는 일반적으로 0과 1로되어있는 이진법기반의 컴퓨터가 아니라,
큐비트라는 독특한방법으로 정보를 저장합니다.

이 덕분에 같은 반도체소자안에 더많은 정보를 집적할수있고 더 빠른속도로 정보를 처리합니다.

감사합니다.

Answer 3

양자 컴퓨터는 양자 물리학의 이론을 활용하여 계산을 수행합니다.
양자 역학의 중첩, 간섭에 의해 0/1로 연산을 하는 현재의 컴퓨터보다 빠르게 연산이 가능하다고 보고 있지만
현재 언제 나올지는 아무도 알 수 없지만, 본격적인 상용화 시점은 2030년 이후로 보고 있습니다.

빠른 연산이 가능하다면 암호체계에도 변동이 올 것입니다.