양자 컴퓨터의 발명은 인류에게 어떤 변화를 가져올까

*양자와 역학

'양자'에 대해 들어보셨나요? 과학에 관심이 있거나, 마블 영화를 좋아하시는 분이라면

2018년 개봉했던 영화 앤트맨에서 퀀텀(Quantum)이라는 말을 들어보셨을텐데요.

영화 속에서는 양자영역(Quantum realm)과 관련하여 여러가지 장면들이 나오기도 하고, 2019년 개봉될 어벤져스 4의 스토리와 양자영역을 이용해 시간여행을 한다는 루머들도 나옵니다. 양자와 컴퓨터를 접목시킨 양자컴퓨터에 대해 이야기해보려합니다.

저는 과학을 전공하지 않았고, 한국의 교육제도 안에서 문과라는 길을 택했기 때문에

그리고 결정적으로 제가 과학 공부를 많이 하지 않아서 지식이 부족하기 때문에

'양자'라는 개념에 대해서 정확하게 알지 못합니다. 그렇기 때문에 정확하거나 전문적인 지식이 필요하신 분들은 다른 글을 찾아보시기 바랍니다.

네이버 사전을 찾아보면 물리량이 연속값을 취하지 않은 채로, 단위량의 정수배로 나타나는 비연속적인 값을 취하는 경우에 그 단위량을 나타내는 개념이 '양자'라고 하네요.

사전에 있는 개념을 제가 정확히 이해했다면 양자보다 큰 단위에서는 물리량이 단위량만큼 연속적으로 늘어나는데, 양자 단위에서는 물리량이 단위량의 정수배로만(1,2,3,4,5...) 증가하기 때문에 이러한 양상을 보이는 단위량 개념을 '양자'라고 부르는 것 같습니다. - 틀린 점이 있다면 댓글 부탁드려요~

아무튼 엄~청 작은 세상을 설명하기 위한 단위량인것은 분명한 것 같습니다.

'역학'은 역시 네이버 사전을 참고해보면, ~~한 힘을 받는 물체가 어떠한 운동을 하게 되는 것인지를 밝히는 물리학의 한 이론이라고 합니다.

이 양자와 역학이 합쳐져 만들어진 개념이 양자역학(Quantum mechanics)입니다.

이 양자역학이 우리 인류사에 어떤 영향을 끼쳤는지 알아보았습니다.

대표적으로 반도체의 기본원리, 초전도체의 기본원리 등을 규명하는데 결정적 역할을 했으며, 나노기술에의 응용, 철학 분야에 영향을 끼쳤다고 합니다. 또한 양자계산이라는 계산법까지 등장하게 되었는데요, 이를 바탕으로 양자 컴퓨터에 대한 연구가 무척이나 활발하게 진행되고 있습니다.

*양자컴퓨터

그렇다면 양자컴퓨터란 과연 무엇일까요? 그리고 대체 이것이 우리에게 어떤 혜택을 가져다줄까요?

2001년 KAIST에서 3비트 병렬식처리 컴퓨터의 개발에 성공했지만, 양자컴퓨터는 아직 완성되지 않았습니다. 미래에 이 글을 보고 있을 누군가는 양자컴퓨터로 행복한 생활을 하고 있을까요? 그렇다면 댓글 달아주세요!

일반적으로 우리가 지금 사용하고 있는 컴퓨터는 0 아니면 1식의 처리방식을 사용합니다.

말 그대로 모 아니면 도죠. 한가지 경우밖에 상정하지 않습니다.

하지만, 양자컴퓨터의 처리방식은 0 아니면 1이 아닙니다. 0도 1도 모두 가능하다는 것이죠.

기존 컴퓨터가 한번에 하나씩 처리가 가능했다면!

양자 컴퓨터는 한번의 조작으로 여러개를 처리할 수 있다는 것입니다.

양자역학이 적용된 양자컴퓨터가 정보처리, 통신, 기상예측, 유전자 분석, 경제의 원리, 머신러닝(AI)등을 더 정확하게 분석할 수 있을 것이라고 기대되는 이유가 바로 병렬식 처리가 가능한 컴퓨터이기 때문입니다.

*양자인터넷

2012년 MIT 테크놀로지 리뷰에서 '물리학자들이 양자정보를 150미터까지 순간이동을 시켰다'고 발표했답니다. 2004년 네이처지에 등재된 한 논문에는 원자를 워프시켜서 옮기는 실험에 성공했다는 내용이 실렸다고 하구요.

이 양자기술이 인터넷에 접목된다면 인터넷 속도는 무한히 빨라질 수 있다고 합니다.

말 그대로 데이터를 순간이동 시킬 수 있기 때문입니다.

*전망

이미 많은 전문가들은 2021년 상당한 수준의 양자컴퓨터의 등장과

2025년 양자컴퓨터의 상용화를 예상하고 있습니다.

그리고 이러한 변화는 천천히 조심스럽게 일어나는 것이 아니라, 파괴적이고 기하급수적으로 일어날 것이라고 합니다. 양자역학 기술을 제대로 다룰 수 있게 된다면, 인류 역사에 있어서 컴퓨터의 발명 이후로 또 하나의 거대한 변화가 생기는 것이겠죠.

분명, 이러한 변화는 두려울 수도 있습니다. 하지만, 컴퓨터나 스마트폰과 같은 기계가 없는 세상을 상상해보세요.

한 때 산업혁명이 한창이던 영국에서는 기계로 인해 일자리가 줄어드는 것에 저항하기 위해 기계파괴운동까지 했었습니다. 기술의 발전은 피할 수 없으며 그 과정에서 뒤쳐지는 현상은 당연합니다.

우리는 이런 미래를 예측하고 그 때 과연 무엇을 할 수 있을지 대비하는 것이 중요하겠죠.

양자기술이 접목된 세상에서 살게 될 인류는 과연 어떤 모습을 하고 있을까요?

인류가 짱돌에서 벨의 전화기, 그리고 벨의 전화기에서 스마트폰을 손에 쥐기까지 인류 전체의 역사와 기술의 발전속도를 비교해 보았을 때, 기술 발전의 특이점이 온다면 과연 우리 손에는 무엇이 들려 있을까요?