[일상과학] 과학자가 말하는 양자 컴퓨터가 노트북과 다른 점

노트북은 기존의 모든 컴퓨터와 마찬가지로 실리콘 칩 내에서 전기를 조작합니다. 논리 신호 참과 거짓, 또는 이진수 1과 0을 나타내는 소량의 전류가 켜지거나 꺼집니다. 이러한 이유로 기존의 모든 컴퓨터 하드웨어는 이진 숫자(비트)에 대한 논리 연산을 기반으로 합니다.

그러나 양자 컴퓨터는 전자 또는 광자와 같은 개별 양자 요소를 조작하며, 이러한 맥락에서 큐비트라고 합니다.

양자 컴퓨터에 힘을 주는 것은 이 작은 입자의 이상한 양자 특성입니다. 예를 들어, '스핀'으로 인해 전자는 위 또는 아래에 있을 수 있으며 광자는 한 번에 수직 또는 수평일 수 있습니다.

 

 

이 '양자 중첩'은 큐비트가 동시에 두 상태에 있음을 의미합니다. 글쎄, 그것은 상태가 설정되도록 할 외부 요인과 상호 작용할 때까지입니다. 근처의 모든 진동이나 교란으로 인해 이러한 붕괴가 발생할 수 있습니다.

이러한 양자 결맞음(decoherence)을 방지하기 위해 과학자들은 우주 공간보다 더 차가운 진공 챔버와 냉장고에서 큐비트의 깨지기 쉬운 중첩 상태를 보존하려고 합니다. 큐빗은 또한 한 입자의 속성이 다른 입자와 얽혀 있는 얽힘으로 알려진 이상한 속성에 의존합니다.

 

여기서 정말 복잡해집니다. 총 스핀이 0인 두 개의 얽힌 입자를 만들고 한 입자의 상태가 붕괴되어 스핀이 시계 방향이 되면 다른 입자의 상태는 반시계 방향이 됩니다. 두 입자가 서로 가까이 있지 않더라도 마찬가지입니다.

이 모든 것은 기본적으로 일단 얽히면 큐비트를 사용하여 동시에 수많은 가능한 숫자를 나타낼 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, Google의 양자 컴퓨터 Sycamore에는 53큐비트가 있으며, 이는 동시에 10,000,000,000,000,000(10천조) 이상의 조합을 나타낼 수 있습니다. 이는 일반 컴퓨터에서 10,000년이 걸리는 계산을 200초 만에 수행할 수 있음을 의미합니다.

이론적으로 이것은 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터(양자 우위 또는 우월성이라고 하는 개념)에서 도달할 수 없는 특수 계산을 수행할 수 있음을 의미합니다. 그러나 섬세한 보관 조건이 필요하기 때문에 랩톱에 양자 프로세서를 탑재하려면 아직 갈 길이 멉니다.

 

 

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