8. 양자 컴퓨팅 세계로의 깊은 탐구
양자컴퓨팅이란 기존 컴퓨터와는 달리 0과 1이라는 이진수 대신 큐비트라는 단위를 사용해서 정보를 처리하는 방식입니다. 이 기술은 현재 슈퍼컴퓨터로도 풀기 어려운 문제들을 해결할 수 있다고 해서 많은 관심을 받고있어요.
양자컴퓨팅이란?
말 그대로 양자역학 원리를 이용해서 정보를 처리하는 컴퓨터입니다.
기존의 컴퓨터들이 0과 1이라는 2진법 기반이었다면, 양자컴퓨터는 0과 1사이의 값인 큐비트(qubit)라는 양자정보 단위를 활용하는데요. 이 큐비트 개수에 따라서 성능이 좌우됩니다. 현재까지는 슈퍼컴퓨터로도 풀기 어려운 암호화 문제들을 해결하기 위해 개발되고 있으며, 구글, IBM 등 세계적인 기업에서도 적극적으로 투자하고 있다고 합니다.
양자컴퓨팅기술 도대체 왜 중요한 걸까요?
기존의 컴퓨터로는 풀 수 없었던 난제들을 쉽게 풀어낼 수 있다는 점이 가장 큰 장점입니다.
예를 들어 우리가 일상생활에서 많이 쓰는 카카오톡 비밀번호 같은 경우 숫자나 문자 조합만으로 이루어져있는데요. 만약 누군가 내 카톡 내용을 훔쳐본다면 매우 화가 나겠죠? 하지만 아무리 복잡한 알고리즘이라도 결국엔 사람이 만든것이기 때문에 일정 패턴 이상으로는 해독이 불가능하답니다.
양자컴퓨팅기술의 보안문제 해결
양자컴퓨터는 수학적 계산능력이 뛰어나기 때문에 이러한 보안문제를 아주 간단하게 해결할 수 있답니다.
또한 최근 각광받고 있는 인공지능 분야에서도 뛰어난 성능을 발휘한다고 하는데요. 딥러닝 기법 중 하나인 ‘심층신경망’에서는 많은 데이터를 동시에 학습해야 하는 과정이 필수적인데, 이때 엄청난 양의 연산량이 필요하게 됩니다. 이를 빠르게 처리하려면 빠른 속도의 프로세서가 필요한데, 아직까진 현존하는 최고성능의 CPU라 해도 초당 10억번밖에 연산처리를 하지 못한다고 해요. 반면 양자컴퓨터는 이론상으론 100조번까지도 가능하다고 하니 얼마나 대단한지 아시겠죠?
양자컴퓨팅기술은 어디까지 발전했을까요?
양자컴퓨팅에서는 왜 비트대신 큐비트를 사용하나요? 큐비트는 고전물리학에서의 입자처럼 행동하지만 동시에 파동함수로서 행동하기도 하는 이중성을 가지고있습니다. 따라서 서로 다른 두 상태 사이에서도 연산이 가능하기 때문에 여러 개의 큐비트를 이용하면 더욱 빠른 계산이 가능해집니다. 또한 한 번에 수많은 데이터를 병렬처리함으로써 엄청난 속도 향상을 기대할 수 있게됩니다. 현재 IBM사의 왓슨(Watson)시스템은 의료분야에서 암 진단 및 치료 등에 활용되고 있으며 구글의 알파고 역시 바둑 프로그램으로서 인간과의 대결에서 승리했습니다. 이외에도 다양한 분야에서 응용되어 우리 생활속 깊숙히 자리잡을 날이 머지않았습니다.
양자컴퓨팅 어디에 쓰이나요?
현재로서는 주로 금융분야에서의 활용이 기대된다고 합니다. 특히 비트코인처럼 블록체인 시스템을 적용한 가상화폐 거래 시 해킹 위험을 줄일 수 있고, 여러가지 파생상품 설계 및 검증과정 역시 훨씬 효율적으로 진행될 수 있다고 하네요.
이외에도 신약개발, 유전자 분석 등 다양한 분야에서 활약할 예정이라고 하니 앞으로의 발전이 더욱 기대되는 기술입니다.
양자컴퓨팅 상용화 언제쯤 될까요?
아직 갈 길이 멀지만, 2025년경이면 실용화가 될 것으로 예상되는데요. 이미 미국 정부에선 국가안보 차원에서 연구비를 지원하고 있다니 조만간 놀라운 소식을 들을 수 있지 않을까 싶네요.