# 양자컴퓨터 (Quamtum Computer)
+ 양자역학의 거장 리처드 파인만이 구상
+ 작동원리는 옥스퍼드대의 데이비드 도이치 박사가 고인
+ 트랜지스터로 만들어진 게이트 대신 양자를 연산법칙으로 사용
+ 무어의 법칙에 대한 미래 컴퓨터의 대안이 될 수 있다고 전망
+ ex) D-WAVE
# 양자 컴퓨터 원리
+ 양자 컴퓨터는 큐빗(qubit, quantum bit) 단위로 연산
+ 큐빗은 0 과 1 그리고 그 둘의 중첩 상태로 나뉠 수 있음.
+ 양자계가 파동의 중첩성을 갖기 때문
+ 큐빗 단위 연산의 특징으로 인해 연산시간이 획기적으로 줄어듦
+ 함수의 근을 찾는 과정을 예로들면 고전 컴퓨터는 0~1023까지 하나하나 대입하여 연산
+ 양자 컴퓨터는 0부터 1023까지 수를 중첩시켜 한번에 해를 얻을 수 있음
+ 중첩 원리를 이용하여 병렬적으로 데이터를 처리함.
+ 10개의 큐빗 양자 컴퓨터 = 10개의 비트를 가진 컴퓨터 1024(2^10)
+ 100개의 큐빗 양자 컴퓨터 = 2^100, 약 10^30 필요
# 양자컴퓨터 중첩효과
+ 얽힘(Entanglement) 라는 양자현상이 양자컴퓨터의 계산 속도를 높여줌
+ 아인슈타인이 양자역학의 패러독스로 제시했던 현상.
+ ‘한 입자를 측정하는 행위가 다른 입자의 상태를 변화 시키는 현상'
+ 두 개의 전자에 대해 위쪽 스핀을 0 아래쪽 스핀을 1이라 할 때
(0, 0) 두 전자 모두 위쪽스핀
(0, 1) 첫번째 전자 위쪽, 두번째전자 아래 스핀
(1, 0) 첫번째 전자 아래쪽, 두번째 전자 위쪽 스핀
(1, 1) 두 전자 아래쪽 스핀
+ 이 네가지 경우가 중첩된 계(System)를 { (0,0) (1,0) (0, 1) (1, 1)} 라고 할 때ㅐ 첫번째 스핀을 0이라 측정한다면 계 (0,0) (0,1) 은 붕괴됨
+ 이 때 두 번째 전자의 스핀이 0일수도 1일수도 있으므로 첫번째 전자의 측정에 의해 결정되지 않음. 즉 얽혀 있지 않음
+ 둘 다 위쪽 스핀을 가지는 (0, 0)과 둘 다 아래쪽 스핀을 가지는 (1,1) 상태가 중첩된 {(0,0) (1,1)} 계에서는 첫번째 전자를 측정함에 따라 계가 {(0,0)} 이나 { (1,1)} 중 둘 중에 하나로 붕괴되므로 , 0 또는 1로 정해짐
+ 즉 이 계는 얽혀 있다고 함.
+ 양자 컴퓨팅에서는 CNOT 게이트라는 논리소자를 이용해 얽힘 상태를 만들수도 풀수도 있음.
+ CNOT 게이트만을 조합하여 원리적으로는 모든 알고리즘 수행 가능.
# 양자 컴퓨터의 탄생과 발전
<양자컴퓨터 개념을 고안해낸 리처드 파인만 >
+ 1982년 리처드 파인만은 양자 컴퓨터 개념을 제시
+ 1985년 옥스퍼드 대학교 데이비드 도이치가 양자 알고리즘의 개념을 구체화
# 양자컴퓨터, 어디까지 왔나?
+ 최근에 주목받는 양자 컴퓨터는 D-wave Systems사의 제품임
+ 2013년 512큐빗의 D-wave two를 배라해 구글과 나사에 판매
+ D-wave 에 적용된 양자 어널링 방식을 사용한다는 점에서 기존 양자 게이트 방식 양자 컴퓨터와는 다름
+ 양자 어널링은 복잡한 수학 함수의 전역 최솟값(global minimum)을 찾기 위한 기술
+ D-wave의 프로세스는 양자 어널링 프로세스를 수행하는데 특화됨
<초전도체인 니오븀(Nb)과 조셉슨접합을 이용해 회로의 전류로부터 생성된 자기장의 방향을 큐빗으로 사용>
+ D-wave systems사의 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터와는 다른 양자효과를 이용한것이라고 알려짐.
+ 스위스 취리히 연방공과대학 마티아스 트로이어 연구팀은 양자컴퓨터가 일밤 컴퓨터에 대해 연산 속도 향사의 증거를 발견하지 못했다고 보고함.
+ 구글과 나사는 2013년부터 양자인공지능연구소(QuAIL)을 공동설립
+ 마이크로소프트 IBM은 2014년 양자 컴퓨터개발 착수
[참고]
