양자컴퓨터가 뭐라고?

요즘 어린이들은 항상 바쁘다. 학교가 끝나면 기다리고 있는 학원차에 옮겨타고 다음 장소를 찾아가기에 바쁘다.어릴때부터 영어학원을 다니고, 예체능까지도 잘해야 한다는 강박관념에 쌓여산다. 그들의 부모 또한 같은 생각을 공유한다.그러한 노력자체가 남들에게 뒤쳐지지 않기 위해서다. 말그대로 개천에서 용나는 시대는 끝났다고 하는바, 좋은 대학을 가는 학생들도 특수목적 고등학교를 졸업한 아이들이니 말이다.평소 알고 지내는 초등하교 학생과의 대화에서 쳇GPT라는 용어를 꺼내었더니 벌써부터 개념을 훤히 알고 있었다.그 다음은 양자컴퓨터...나도 말은 많이 들었지만, 개념을 정확히 알지 못한다. 하긴 아직도 상용화의 시기가 도래하지 않았다고 하니 어쩌면 다행이다.문제는 그러한 기술의 발달 뒤엔 약자들의 설움이 있다는 점이다. 결국엔 그나마 붙잡고 있는 직장이라는 끄나풀에서 떨어져 나가야 한다. 기술문명의 발달이 모두를 풍요롭게 만들지 않아 마냥 환영하지 못하는 현실이 그것이다. [양자]양자(量子)는 더 이상 나눌 수 없는 에너지의 최소량의 단위로, 물리학에서 상호작용과 관련된 모든 물리적 독립체의 최소단위이다. 이 개념의 기저에는 물리적 성질의 기본요소가 "양자화"되어 있다는 생각이 깔려 있으며, 그 생각을 "양자화 가설"이라 한다. [양자컴퓨터]양자역학에서 양자얽힘, 중첩, 텔레포테이션 등의 효과를 이용해 계산하는 컴퓨터를 말한다. 기존 컴퓨터가 0과 1만 구분할 수 있는 반면, 양자 컴퓨터는 0과 1을 동시에 공존시킬 수 있다.이론적으로 현존 최고의 슈퍼 컴퓨터가 수백 년이 걸려도 풀기 힘든 문제도 단 몇 초 이내의 어마어마한 속도로 빠르게 풀 수 있을 것으로 전망되고 있다. 미국의 물리학자 리처드 파인만, 폴 베니오프, 찰스 베넷과 소련/러시아 수학자 유리 이바노비치 마닌이 최초의 구상자로, 실질적인 작동원리는 옥스퍼드대의 데이비드 도이치 박사가 고안하였다. 트랜지스터로 만들어진 게이트 대신 양자(量子)를 연산법칙으로 사용한다. 무어의 법칙에 따르면, 회로 집적도가 크게 증가하여 2010년대 말 ~ 2020년대 후반 즈음에는 양자 터널링 현상이 발생하여 전자들을 통제할 수 없을 것이라고 전망되기 때문에[ 양자 컴퓨터는 미래 컴퓨터의 대안이 될 수 있다. 주요 선진국들의 최고 수준의 연구소들과 IBM, 구글, Microsoft, 인텔, NTT 등의 글로벌 기업들이 연구하고 있다. 그만큼 관심이 높고 상용화가 되는 순간 대박이 될 물건. 양자 컴퓨터를 어떻게 만드는가에 관해서는 아직 정해진 것이 없고, 물리적으로 수많은 난제들이 남아있기 때문에 국가, 연구소, 기업별로 다양한 방법들을 시도하고 있다. 한편, 또 다른 양자역학 효과를 이용한 계산기도 양자 컴퓨터라고 불리고 있어, 일반인들에게 혼란을 주고 있는데 대표적으로 양자 어닐링(Quantum Annealing), 양자 신경 네트워크(Quantum Neural Network)가 있다. 이러한 효과를 이용한 양자 컴퓨터들도 비슷한 규모 대비 기존 컴퓨터에 비해 효율적이고 빠르지만, 일반적으로 생각되는 양자 컴퓨터의 성능에는 택도 없이 못 미친다. 위에 언급했듯이 양자중첩과 양자얽힘 효과를 이용하여 계산하는 양자 컴퓨터의 성능은 현존 최고의 슈퍼 컴퓨터의 계산 속도보다 수억 배는 빠를 것으로 추측되고 있으며, 이러한 범용 양자 컴퓨터는 IBM이 개발을 주도하고 있다. 미국은 세계 처음 ‘양자법’을 2018년 말 제정하고 백악관 직속 국가양자조정실(National Quantum Coordination Office: NQCO)을 신설했다. 2021년 6월 표준기술연구소(NIST) 주도로 양자경제개발연합체(QED-C)를 구성해 140여 개 기업이 참여했다. 미국은 양자 컴퓨터 개발에 약 4억 달러(한화 약 1조 4000억 원)을 투자할 계획이다. 중국은 2030 국가전략구현 6대 중대 프로젝트를 통해 ‘양자 굴기’를 추진 중이며 양자 컴퓨터 개발에 약 15조 원을 투자한다고 발표했다. 2025년까지 슈퍼 컴퓨터급 계산속도를 가진 양자 시뮬레이터를 개발하고 2030년까지 500~1000 큐비트급 범용 양자 컴퓨터 개발한다는 계획이다. 유럽연합(EU)은 13개국 38개 산ㆍ학ㆍ연 파트너로 구성된 오픈QKD(Quantum Key Distribution, 양자키분배) 프로젝트를 통해 양자 활용사례 확보에 나서고 있으며, 약 7조2천억을 투입해 양자 컴퓨터를 개발한다는 계획이다. 일본도 인공지능ㆍ바이오와 함께 양자를 3대 국가전략기술로 지원하며 관련 정책을 잇달아 내놓고 있다. 우리나라는 ‘2030년 양자기술 4대 강국 진입’을 목표로 2021년 4월 ‘양자기술 연구개발 투자전략’을 발표했다. 현재 8큐비트 수준에서 2024년까지 50큐비트급 한국형 양자컴퓨팅 시스템(KQIP)을 구축하고 2028년까지 100큐비트급 기술력을 확보한다는 목표이다. 산학연 협력을 위해 삼성ㆍLGㆍSKㆍ포스코ㆍ한국전력 등이 참여한 협의체인 ‘미래양자융합포럼’를 2021년 7월에 출범시켰다. 삼성전자와 LG전자는 ‘IBM 퀀텀 네트워크’에 합류해 IBM의 양자 컴퓨팅을 활용, 인공지능, 커넥티드카, 사물인터넷, 빅데이터 등의 미래 기술 개발에 박차를 가한다는 계획이다. SK텔레콤도 정부의 뉴딜 과제 수행을 통해 국내 8개 기관에 양자암호통신망 구축을 완료했다. 앞으로의 세상은 쳇GPT와 양자컴퓨터에 의존하는 시대로 바뀔 것이라고 하였다.