양자컴퓨터의 원리는 어떻게 되나요?

Question

양자컴퓨터가 효율성이 더 높아지기 위해선 양자의 특성을 극대화 해야 한다고 들었습니다. 양자 컴퓨터가 무엇인지, 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

양자 컴퓨터(quantum computer)는 일반적인 컴퓨터와는 달리 양자 물리학의 원리를 이용하여 연산을 수행합니다. 일반적인 컴퓨터는 바이너리 숫자(0 또는 1)를 사용하여 연산을 수행하지만, 양자 컴퓨터는 양자 비트(qubit)를 사용합니다. 양자 비트는 0과 1 뿐만 아니라 동시에 0과 1을 표현할 수 있습니다.

양자 컴퓨터는 양자 회로(quantum circuit)를 이용하여 연산을 수행합니다. 양자 회로는 양자 비트를 입력으로 받아 양자 연산을 수행하는 양자 게이트(quantum gate)를 연결하여 구성됩니다. 이러한 양자 연산은 일반적인 연산과는 달리 확률적인 결과를 내놓는 경우가 있습니다.

양자 컴퓨터의 원리는 일반적인 컴퓨터와는 달리 매우 복잡하며, 현재는 실제로 양자 컴퓨터를 구축하는 것은 어렵습니다.

Answer 2

컴퓨터는 0과 1 2비트로 이루어져 있습니다.

메모리 1byte가 00000000 ~ 11111111로 총 128개로 나뉠 수 있는데,

양자 컴퓨터는 0, 1, 2 로 3비트 처리가 가능하니 00000000 ~ 22222222 으로 처리할 수 있습니다.(비유하자면 그렇습니다.)

즉 1바이트만 봐도 2^8이 3^8이 되버리는데,

전체 컴퓨터의 성능을 따지자면 양자컴퓨터의 성능이 기하급수적으로 향상될 것입니다.