양자컴퓨터를 쉽게 설명해 줄 수 있나요?

Question

양자 컴퓨터의 원리를 들어도 잘 이해가 안갑니다.

양자 컴퓨터의 원리를 쉽게 이해 할 수 있게 설명해 줄 수 있나요?

양자 컴퓨터의 연산 속도가 엄청나다고 하는데.. 우리나라도 양자 컴퓨터에서 선두로 치고 나갔으면 좋겠습니다.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

일반 컴퓨터는 정보를이용할 때 1과0으로 표현하기때문에 이진법적으로만 작동합니다. 그러나 양자역학의 중첩상태를 활용하면 필요한 정보를 읽지않을때는 1과0이중첩된 상태를 유지하기때문에, 저장용량이나 처리속도가 굉장히 빨라집니다.

이러한 양자역학적 개념을 차용한것이 양자컴퓨터입니다.

감사합니다.

Answer 2

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.

Answer 3

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.

즉 1바이트만 봐도 2^8승으로 연산하던 것이 3^8승이 되버리는데,

전체 컴퓨터의 성능을 따지자면 기하급수적으로 성능이 향상되게 됩니다.