대규모 데이터를 처리할 수 있는 ‘양자컴퓨터’...양자역학의 원리 활용 - UBMS

시선뉴스=정혜인 기자 / 디자인=김선희 proㅣ지난달 8일(현지시간) 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 양자컴퓨터가 상용화되기까지 수십 년이 걸릴 것으로 전망해, 양자컴퓨터 관련주가 일제히 급락했다. 그는 이날 엔비디아의 애널리스트데이 행사에서 “매우 유용한 양자컴퓨터가 나오는 데 15년이 걸린다고 한다면 매우 이른 편에 속할 것”이라고 말했다. 

양자컴퓨터는 ‘양자역학의 원리를 활용해 작동되는 미래형 컴퓨터’이다. 1982년 미국의 이론물리학자 리처드 파인먼에 의해 처음으로 언급됐고, 1985년 영국 옥스퍼드대학교 데이비드 도이치 박사가 양자컴퓨터의 실질적 작동 원리를 고안했다. 현재는 주요 선진국들의 연구소들과 세계적 기업들이 이를 연구하고 있다.

양자역학은 원자와 분자 등 미시적인 물질에 관해 설명하는 현대물리학의 기본 이론이다. 쉽게 말하자면 ‘힘과 운동’의 이론이며, 아인슈타인, 하이젠베르크, 드브로이, 슈뢰딩거 등의 물리학자들이 이 역학 체계를 제시했다. 양자역학 이전의 고전 물리학은 거시적 물질세계를 이해하는 데 도움을 줬다.

기존 디지털컴퓨터는 0이나 1 둘 중 하나로 데이터를 연산하는 비트(bit)를 사용했으나 기술이 발전함에 따라 0과 1만으로 데이터를 표시하는 데 한계가 생기기 시작했다. 이와 다르게 양자컴퓨터는 양자역학의 중첩 상태를 활용해 0과 1 두 상태를 동시에 처리할 수 있다. 슈퍼컴퓨터보다 월등히 빠른 계산 속도와 연산 처리 능력이 특징이다. 

여러 방면에서 가치가 큰 기술력이어서 IBM, 구글, 아이온큐, 자나두 등의 기업들은 양자컴퓨터 연구에 몰두하고 있다. 이들 중 IBM과 구글은 초저온 상태에서 전류 저항 없는 양자를 이용해 계산하는 초전도체 방식을 선택했다. 빠른 연산이 강점이나 영하 273도의 온도를 유지해야 한다는 단점이 따라온다. 

아이온큐는 이온을 전자기장으로 포획하는 이온 트랩 기반 기술을, 자나두는 광자를 큐비트(qubit: quantum bit)로 사용하는 광자 기반 기술을 활용해 양자컴퓨터를 개발 중이다. 이온 트랩 기반 기술의 경우 정확한 계산이 가능하지만, 양자를 잡고 연산하는 시간이 긴 편이다. 이처럼 각각의 방식에 따라 장단점이 명확하다.

양자컴퓨터는 이미 바이오, 항공, 자동차 등 산업 전반에 널리 활용되고 있다. 초고속 연산으로 수백 년에 걸쳐 계산해야 하는 문제를 단 몇 초 만에 해결할 수 있는 기술이기 때문이다. 다만 오류를 더 바로잡아야 하기에 상용화 시기를 수십 년 뒤로 보는 시각들이 있는 것이다.

젠슨 황은 ‘20년’ 정도 뒤를 예상했으나 이보다 훨씬 빠르게 내다본 전문가들도 있다. 지난달 28일 IT(정보기술)업계에 따르면 한국IBM 및 아태지역 퀀텀 엔터프라이즈 영업 총괄 표창희 상무는 최근 기자들을 대상으로 스터디 세션을 열어 “빠르면 2~3년 안에 양자 우월성을 달성해, 기존 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘는 수준까지 양자컴퓨터가 성능을 낼 것이라고 본다”고 전망했다. 

이렇듯 전문가마다 견해가 달라 양자컴퓨터가 상용화될 정확한 시기를 예측하기는 어렵다. 양자컴퓨터의 발전이 우주항공, 금융, 환경, 의료 등 다양한 분야의 난제를 해결할 수 있을 것으로 기대되는 가운데, 관련 연구 진행 상황에 국가적 차원의 관심이 쏠리고 있다. 

출처 : 시선뉴스(http://www.sisunnews.co.kr)

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