양자 컴퓨터와 관련주에 대해...아이온큐, IBM?

양자 컴퓨터란?

아는 지인이 양자컴퓨터 관련주를 샀다고 해서 자료 좀 찾아봤다.

양자 컴퓨터

일반 컴퓨터와 양자 컴퓨터의 큰 차이점은 데이터를 처리하는 방식이다.

일반 컴퓨터는 0과 1을 기반으로 하는 비트가 기본 단위라면 양자 컴퓨터는 양자의 특성인  0과 1을 동시에 가질 수 있다는 중첩현상을 이용하는 큐비트라는 단위를 사용한다.

 

예) 양자 역학에서 양자는 중첩, 간섭, 얽힘이라는 특성을 가진다고 한다. 구체적인 내용을 알고 싶으면 찾아보길 권한다. 참고로 아인슈타인은 양자 역학을 죽는 순간까지 인정하지 않았다.

 

일반 컴퓨터의 1비트는  0과 1중 하나의 값만을 결정한다면, 양자 컴퓨터는 1개의 큐비트로 0과 1을 동시에 갖는 중첩이 가능하다고 한다.

 

양자 컴퓨터는 0과 1을 동시에 갖는 중첩 상태가 가능하므로,  큐비트가 늘어날수록 처리 속도는 기하급수적으로 빨라진다.

 

참고로 양자 컴퓨터는 큐비트 하나 늘어날수록 동시에 처리할 수 있는 가짓수가 2의 N승으로 늘어난다. 

 

큐비트가 1일 때 0과 1을 동시에 처리하므로, 큐비트가 2개면 4개, 3 큐비트면 8개, 4 큐비트면 16개를 동시에 계산이 가능하다. 

 

예)

큐비트 1: (0,1)=2가지 중첩

큐티브 2 :(0,1) & (0,1) →  2*2=4가지 중첩

큐비트 3 :(0,1)&(0,1)&(0,1) → 2*2*2=8가지 중첩

 

일반 컴퓨터 8 비트면 256개 경우의 수를 표현할 수 있는데 처리는 그중 하나를 선택해 하나씩 계산한다면 8 큐비트는  256개 경우의 수를 표현함과 동시에 그 경우의 수가 함께 공존하는 중첩이 가능하므로 256개를 한 번에 계산할 수 있다.

8비트 256 경우의 수 중에 하나 처리

8 큐비트 256 경우의 수 동시 처리

 

양자 컴퓨터 장점?

슈퍼컴퓨터로도 계산이 너무 오래 걸리는 수학문제, 암호, 보안 뚫기와 수십만 번 반복 학습이 필요한 시물레이션이나 AI 산업을 크게 발전시킬 수 있음. 그 외 빅데이터 처리가 필요한 곳들에 적합함.

 

양자 컴퓨터 단점

그러나 양자 컴퓨터는 일반인이 쓰기에 실용적이지 않다. 양자 컴퓨터 하나 구현하는데 비용이 너무 많이 든다. 또한 아직 완전치도 않다. 양자컴퓨터는 아주 복잡한 문제를 해결하고 계산하는 최적화가 필요한 특정 기관이나 단체 빼고는 수요가 없다고 보면 된다.

 

일반 사람이 접하는 문제는 일반 컴퓨터로 충분하다.(학교 과제나 회사업무, 인터넷서핑, 동영상 시청, 게임등) 그리고 일반 컴퓨터도 계속 발전하고 있어서 더더욱 일반 사람들에게 양자 컴퓨터가 파고들 가격 경쟁력을 갖추기는 힘들다.

 

결국 가까운 10년 아니 몇십 년 안에 일반인이 사용할 전망은 그리 높지 않아 보인다.

무엇보다 양자 컴퓨터는 오류 관리가 어렵고, 큐비트가 많아질수록 중첩 상태를 유지하기가 힘들다. 그만큼 큐비트가 많아질수록 오류 발생 확률이 높아지는데, 중첩상태를 유지하고 오류를 줄이기 위해서 절대 0도 -273도의 초전도 상태유지 그리고 진공상태 유지와 방음장비등 양자 컴퓨터 하나 운용하는데 이 조건들을 만족시키면서 가격 경쟁력을 갖춰야 하고, 더 나아가 양자 컴퓨터에 맞는 프로그래밍 언어나 OS(운영체제), 상호 호환되는 소프트웨어도 개발 돼야 하는데...

 

10년 안에 일반인이 쓸만하게 가격 경쟁력과 편리성을 갖출 수 있을까? 

 

결국 양자 컴퓨터는 특정 알고리즘 구현으로 대중들이 아닌 연구소, 군사기지 등 특정 환경, 제한된 분야에서만 쓰일 가능성이 높다.