양자 컴퓨터
생각해보니, 정확히는 컴퓨터가 나온 시대는 내가 태어나기 이전이니까 꼭 그렇다고 말하긴 그렇지만, 나는 컴퓨터의 발전과정을 눈으로 보고 자란 세대가 맞다.
각각의 세대마다 겪은 일들이 다른데,
예를 들면, 울 할머니 세대들은 전쟁을 경험한 세대이다.
밤늦은 시간 좀 먼 곳을 다녀오다가,
클래식 채널을 찾는 라디오에서 우연히 양자컴퓨터의 설치를 축하하는 방송을 듣게 되었다.
미국 병원시스템 상위지역인 클리블랜드의 클리블랜드 클리닉에 IBM의 양자컴퓨터가 설치되었고, 그 주위의 몇 개 대학과 연계해서 그러니까 양자컴퓨터설치와 더불어 같이 발전하게 되었다고 하는데, 같이 발전되는 서클에 들어가는 대학은 클리블랜드 근처의 네 개정도 대학같은데, 그런데 그 근거되는 근본 컴퓨터는 마이애미 대학에 있다고 한다.
그럼 플로리다? 그런데, 클리블랜드 근방이면 플로리다일리가 없다.
내가 제대로 들은 걸까? 그래서 찾아보니 클리블랜드 근처에 그러니까 오하이오주에 마이애미 대학이 있다. 대학 이름이 마이애미라서 헷갈릴 수 있는데 1809년에 개교한 역사가 오래된 오하이오주 옥스퍼드란 곳에 있는 주립대학교이다. 이 대학이 원조란다.
우리나라의 유명한 물리학자 이휘소박사가 공부한 곳이다.
1955년 한국에서 처음 미국에 와서 편입한 대학교가 옥스퍼드의 마이애미 주립대라니, 하....
...고전은 고전이다.
말 그대로 .. 오하이오와 인디애나 주 경계에 있는 오래 된 대학이다.
근처에 인디애나폴리스가 가깝다.
양자컴퓨터는 그럼 이미 개발이 되어 이미 상용화가 된다는 의미?
내겐 갑자기 놀라운 정보가 되었다.
한국에서 카이스트의 김갑진교수님이 양자컴퓨터를 연구한다고 들었는데, 한국의 연구는 어디까지 왔는지 궁금하다.
그러니까, 미국은 이미 오늘 11월 23일에 유명 병원의 클리닉에 양자컴퓨터가 설치되었다고 하는 것 같은데...
듣자마자 별확인없이 잊어버릴까봐 임시로 적는 글이라 내가 듣기 능력이 딸려서 제대로 못들었거나 라디오주파수가 자동차가 달리면서 달라져서 끝까지 못들은 관계로 잘 이해 못한 것일 수도 있다.
양자컴퓨터는 그러니까, 일반컴퓨터와 기초 단위부터 다르다.
조금 공부해보면,
일반컴퓨터의 단위가 BIT라면, 양자컴퓨터는 Qubit (disambiguation)이다.
In quantum computing, a qubit or quantum bit is a basic unit of quantum information; a binary qudit – the quantum version of the classic binary bit physically realized with a two-state device. A qubit is a two-state quantum-mechanical system, one of the simplest quantum systems displaying the peculiarity of quantum mechanics. Examples include the spin of the electron in which the two levels can be taken as spin up and spin down; or the polarization of a single photon in which the two spin states can also be measured as horizontal and vertical linear polarization. In a classical system, a bit would have to be in one state or the other. However, quantum mechanics allows the qubit to be in a coherent superposition of multiple states simultaneously, a property that is fundamental to quantum mechanics and quantum computer (이하아래는 이글의 구글번역참조) 위키디피아 https://en.wikipedia.org/wiki/Qubit
양자 컴퓨팅에서 큐비트 또는 양자 비트는 양자 정보의 기본 단위이다. 이진법 큐딧은 고전적인 이진 비트의 양자 버전으로, 두-상태 소자로 물리적으로 구현되었다. 큐비트는 두 상태 양자역학 시스템으로, 양자역학의 특성을 보여주는 가장 단순한 양자 시스템 중 하나이다. 예를 들어 전자의 스핀에서 두 준위는 스핀 업과 스핀 다운으로 간주될 수 있다. 또는 단일 광자의 편광에서 두 스핀 상태는 수평 및 수직 선형 편광으로 측정될 수 있다. 고전 시스템에서는 비트가 두 상태 중 하나에 있어야 한다. 그러나 양자역학은 큐비트가 여러 상태의 결맞은 중첩 상태를 동시에 가질 수 있도록 하는데, 이는 양자역학과 양자 컴퓨팅의 근본적인 특성이다. 여기서 큐비트는 양자 비트, 즉 양자 정보의 단위이며, 고전적인 비트의 양자적 아날로그형이다.
( 그리고 여기서 용어, 큐딧Qudit은, d=2개의 상태(D-레벨 양자 시스템에서)를 특징으로 하는 큐딧qudit이 큐비트이다. d-레벨양자시스템 상태가 2보다 큰 qudit은 더 큰 힐버트 공간을 제공하여 양자 정보를 저장하고 처리하는 더 많은 방법을 제공한다. 퀴딧 논리 게이트(또는 간단히 퀴딧 게이트)는 퀴딧에 작용하는 기본적인 양자 회로이다.)
이렇게 적으면 잘 이해를 못할 수도 있다.
그러니까, 양자 컴퓨터의 연산(qubit)은 일반컴퓨터의 연산(bit)과 기본부터 다르다는 것을 이렇게 길게 설명한 것이다. 비트일 때 우리는 하나의 명확한 답을 가진다. 그 답이 옳든 그르든 일단 정해진 것이 된다.
그러나 양자 컴퓨터는 우리가 확인할 때 하나의 답을 분명하게 내놓지만 더불어 확률적으로 더 선택의 여지가 많은 정보가 처음부터 주어지는 것이다.
고전적인 우리가 사용하는 컴퓨터의 단위인 비트의 상태는 이진수(0 또는 1)만 될 수 있는 반면, 양자컴퓨터의 단위인 큐비트의 일반적인 상태는 모든 계산 가능한 상태의 임의의 일관성 있는 중첩일 수 있다는 것이다.
중첩은 그래프로 만들면 치마폭같은 넓이를 가진다. 그 넓이의 정보가 다 연산에 대한 정보가 되는 것이다.
모든 것은 무게중심점이 있듯 모든 현상도 안정된 한점으로 모이는 성질이 존재한다. 그게 양자의 결정을 돕는다고 나는 생각한다. 가장 안정된 지점을 찾아 흘러가는 방향이 바로 자연의 방향이니까 말이다. 정보가 많으면 더 큰 확률로 답에 가까워지는 걸까? 모르겠다.
내가 이해한 지식이 또 다른 누군가를 이해하게 하는 일은 쉽지 않다.
그리고 내가 적은 지식이 맞냐고 물어보면 나는 정확히 맞는지도 잘 모르겠다고 대답할 것 같다.
나는 전문가는 아니니까, 하하하다.
갑자기 나는 아닌 밤중에 클래식을 찾아 듣다가 이런 소식을 듣고 너무 놀라서 오늘 밤을 기억해보려고 이 글을 적어봤다. 미완의 부족한 기록이니 그저 지식이 아니라 재미로만 읽으시라.