차세대 산업으로 자리잡나? 양자 컴퓨터

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 비교할 수 없을 정도로 빠르게, 더욱 어려운 문제도 풀 수 있는 기술을 가진 컴퓨터를 뜻합니다. 예를 들면, 인류가 현재 기술 기준으로 수천 년의 시간을 들여도 풀기 어려운 문제를 몇 초, 분 안에 풀어낼 수 있을 것이라고 합니다. 

 

 

Quantum_Computing

1. 양자컴퓨터의 개념

디지털은 보통 0와 1로 데이터를 처리하는데, 양자 컴퓨터는 큐빗이라는 단위를 사용합니다. 큐빗은 0과 1이 동시에 존재합니다.

이런 상태를 양자 중첩 상태라고 합니다. 중첩은 4가지 상태로 존재 가능하며, 이런 상태는 기하급수적으로 증가할 수 있습니다. 중첩 상태는 다양한 솔루션을 동시에 해결할 수 있도록 합니다.

두 개 이상의 큐빗이 연결돼 거리가 멀어도 연계되는 것을 양자 얽힘이라고 합니다. 

양자 중첩과 얽힘을 초전도, 이온트랩, 광학, 스핀 등의 방식으로 활용합니다. 어떤 방식을 채택하느냐에 따라 하드웨어가 구분됩니다. 

 

 

2. 양자 컴퓨터의 장단점

비교도 안될 정도로 빠른 연산과 문재해결이 가능하다는 장점이 있지만 초전도체를 활용해야하기 때문에 극저온 상태에서만 활용하능하고, 극저온 환경을 유지하지 위한 비용이 많이 드는 편입니다. 그래서 수익성에 대한 이슈가 있습니다

또한, 아직 기술이 발전하는 중이라 대규모의 큐빗을 가진 양자컴퓨터 제작을 할 수 없는 한계점도 있습니다. 

 

Quantum_Computing2고

3. 양자 컴퓨팅이 유리한 분야

① 시뮬레이션

신약 개발시 양자 컴퓨팅을 활용하면 자연의 분자 복잡성을 반영하여 빠른 시뮬레이션이 가능하기 때문에 특정 전염병을 타겟으로 한 의약품 개발 등의 실험시 큰 도움이 될 예정입니다. 

 

② 암호

다양한 수식을 빠르고 어렵게 만들 수 있기 때문에 암호를 풀 수도, 어려운 암호를 만들 수도 있습니다. 만약 해커가 양자 컴퓨팅으로 만든 암호를 해독하려 하면 양자 상태에 변화(양자역학의 특성)가 생기기 때문에, 암호가 함께 변경됩니다. 이를 통해 해킹이 불가능한 암호가 만들어질 수 있게 됩니다. 

 

③ 문제 해결

어떤 문제에 대해 조건, 원하는 결과를 정해주면 가장 좋은 방법으로 해결합니다. 전에는 풀 수 없었던 문제 뿐 아니라 복잡한 시스템을 가진 회사의 프로세스를 개선하는데에도 쓸 수 있습니다. 

 

Quantum_Computing3

3. 양자 컴퓨터 시장 전망

시장조사기관인 포춘 비즈니스 인사이트와 투자은행 코웬은 글로벌 양자 컴퓨팅 시장이 연간 50%씩 성장하고 있으며,  2032년에는 126달러까지 성장할 것이라 전망했습니다. 그래서 현재 IBM, 구글, 아마존, MS와 같은 선진 IT 기업들이 투자를 진행하고 있습니다. 

글로벌 양자 컴퓨팅 회사는 약 200여개입니다. 대표적인 양자컴퓨팅 회사로는 구글, IBM, D-웨이브 시스템, 리게티 컴퓨팅, 아이온큐, 퀀텀 컴퓨팅 등이 있습니다. 

 

양자컴퓨팅에 관련된 다양한 회사들을 조금 더 알아보겠습니다!