양자 컴퓨터, quantum computer

 

양자 컴퓨터(quantum computer)는 얽힘(entanglement)이나 중첩(superposition) 같은 양자역학적인 현상을 활용하여 자료를 처리하는 계산 기계이다. 또한 그러한 방법을 '양자 컴퓨팅'(quantum computing)이라고도 한다.

양자 컴퓨팅은 컴퓨터 과학, 물리학, 수학의 여러 측면으로 이루어진 종합적 분야로서 양자역학을 활용해 기존의 컴퓨터보다 빠르게 복잡한 문제를 해결할 수 있다.

고전적인(전통적인) 컴퓨터에서 자료의 양은 비트로 측정된다. 양자 컴퓨터에서 자료의 양은 큐비트로 측정된다. 양자 계산의 기본적인 원칙은 입자의 양자적 특성이 자료를 나타내고 구조화할 수 있다는 것과 양자적 메카니즘이 고안되어 이러한 자료들에 대한 연산을 수행할 수 있도록 만들어질 수 있다는 것에 기인한다. 양자 컴퓨팅이 여전히 실험적인 초기단계에 머물러있지만, 매우 작은 수의 큐비트를 가지고 양자 수치 계산이 수행되는지에 관한 연구들이 행해져 왔다.

양자 정보 통신은 정보 사회의 패러다임을 바꿀 신기술로 여겨졌다. 양자 정보 통신을 활용한 양자 컴퓨터는 한 개의 처리 장치에서 여러 계산을 동시에 처리할 수 있어 정보처리량과 속도가 지금까지의 컴퓨터에 비해 뛰어나다. 하지만 정보 교환을 위해 발생하는 양자 얽힘(quantum entanglement)에 큰 비용이 드는 단점이 있어 양자 정보 통신에서 필수적이지만 비용이 많이 발생하는 얽힘을 가능한 한 줄이고 부정보(side information)를 활용해 정보를 교환하는 방식이 개발되었다.

 

A quantum computer is a computational machine that processes data by utilizing quantum mechanical phenomena such as entanglement and superposition. Such a method is also called 'quantum computing'.

Quantum computing is a comprehensive field of computer science, physics, and mathematics that can solve complex problems faster than conventional computers by utilizing quantum mechanics.

In a classical (traditional) computer, the amount of data is measured in bits. In a quantum computer, the amount of data is measured in qubits. The basic principles of quantum computation are that the quantum properties of particles can represent and structure the data, and that quantum mechanisms can be devised and made to perform operations on these data. Although quantum computing remains in its early stages of experimentation, studies have been conducted on whether quantum numerical calculations are performed with a very small number of qubits.

Quantum information and communication was seen as a new technology that will change the paradigm of the information society. Quantum computers using quantum information and communication can process multiple calculations simultaneously in a single processor, which is superior to previous computers in terms of information processing volume and speed. However, quantum entanglement that occurs for information exchange has a disadvantage of high cost, and thus a method of reducing entanglement that is essential but expensive in quantum information communication as much as possible and exchanging information using side information has been developed.