현령목, 구장호, 조충지호 등 양자컴퓨터가 잇따라 출시되면서 사람들은 기뻐하면서도 장래에 1인당 1대의 양자컴퓨터를 보유할 수 있는 것이 아닌가 하는 의문을 갖게 됐다.클래식 컴퓨팅 기회는 철저히 대체되는가.
오늘은 과학 보급에 들어가 보겠습니다.
우선 양자컴퓨터는 고전이 아니다.컴퓨터의 업그레이드도 기존 컴퓨터를 대체할 수 없다.퀀텀컴퓨터로 게임을 하면 승산이 있느냐고 묻는다면?퀀텀컴퓨터로 영화를 보는 것이 전혀 끊김이 없습니까?그렇다면 유감스럽게도 양자컴퓨터는 아직 그런 일을 할 수 없다.양자컴퓨터가 어떤 문제에서든 고전컴퓨터를 능가할 수 있다고 생각하는 관점은 잘못된 인식이다.
둘째, 양자컴퓨터는 고전컴퓨터를 아무리 업그레이드해도 해결할 수 없는 문제를 해결하는 것이지, 더 나은 방법으로 고전컴퓨터가 해결할 수 있는 문제가 아니다.예를 들어 미로를 걷다가 한 사람씩 두 갈래 길목을 만나면 다시 한 사람을 불러 따로따로 걷는 미로, 이 미로는 너무 크지 않아도 되며, 모두가 33번째 길목에서 출구를 찾지 못하면 85억 8900만 명이 된다!온 지구의 사람이 부족하다.고전적 계산이 겪는 어려움은 지수 성장, 계산 복잡성이라고도 하는데, 우리가 직면한 문제는 선형 증가지만 문제 해결에 필요한 계산력은 지수 '빅뱅'이다.
복잡성을 계산하는 신기한 특징은 바로 매우 안정적이라는 것이다. 설령 당신이 알고리즘을 최적화해 계산량을 1000배 줄인다 해도 풀 수 없는 문제는 여전히 풀리지 않는다.그래서 고대의 주판에서부터 근대의 기계식 컴퓨터, 현대의 트랜지스터 컴퓨터에 이르기까지 이러한 진보는 단지 한 걸음 한 걸음을 더 빨리 계산하게 만들 뿐이지만, 몇 걸음을 더 계산해야 하는지는 영원히 양자 계산처럼 병행 계산 방식일 수 없다.조차 클래식 컴퓨터로 300비트 대수를 분해하는 데 15만 년이 걸리는 데 비해 양자컴퓨터로는 1초면 충분하다.
셋째, 범용 퀀텀컴퓨터 양산까지는 갈 길이 멀다.'현령목' '9장' 등 양자컴퓨터는 한 가지 문제에서만 고전컴퓨터를 완파할 수 있다.예를 들어 현령목은 양자 랜덤 샘플링, 200초짜리 미션, 슈퍼컴퓨터 서밋은 1만 년, 9장호는 가우스보어 샘플링을 해 현재 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 부악호보다 100조 배 빠른 속도를 낸다.
비록 종목별 우승이지만 이 퀀텀컴퓨터의 의미는 남다르다.국제학계에서는 양자 계산을 크게 세 단계로 나눈다. 첫 단계는 양자 계산기를 만들어 구체적인 계산에서 양자 계산은 현재 가장 빠른 슈퍼컴퓨터를 능가할 수 있다는 것을 증명하는 것인데, 9장호와 현령목 등은 이 같은 사명을 완수해 양자 계산의 우수성을 보여주는 이정표가 된다.2단계는 수백 개의 퀀텀비트를 조종할 수 있는 컴퓨터, 즉 양자 시뮬레이터 또는 전용 양자컴퓨터라고도 불리며 몇몇 고전 컴퓨터가 감당할 수 없는 엄청난 실용적 가치를 해결하려는 것이다.3단계는 집적 가능한 퀀텀비트가 백만량급에 달해 궁극적으로 프로그래밍이 가능한 범용 양자컴퓨터를 구현하는 것이다.
상당 기간 고전적인 컴퓨터가 대체되지 않고 양자컴퓨터와 함께하면서 각자 잘하는 문제를 해결하거나, 양자컴퓨터가 수퍼컴퓨터와 합쳐져 특별한 계산을 가속화한다는 것이다.
최초의 비행기는 몇 초밖에 날 수 없다. 최초의 기차는 아직 마차보다 빠르지 않다.컴퓨터 역사를 돌이켜보면 튜링이 적군의 암호를 해독하는 데 사용한 봄베부터 원자폭탄에 사용된 ENIAC까지.고전 컴퓨터도 처음에는 단지 특정한 중대한 문제를 해결하는 데 사용되었다.이 몇 십 톤 무게의 컴퓨터들은 반세기가 넘는 발전을 거쳐 비로소 오늘날의 모습으로 변했다.따라서 양자컴퓨터라는 전혀 다른 물리원리가 탄생한 새로운 계산방식에 대해 우리는 더욱 과학적인 태도와 믿음을 가지고 그것을 인지해야 한다
대규모 용오 능력이 있는 범용 양자컴퓨터를 만드는 것이 목표다.양자시대의 미래가 밝다는 점에서 강력한 양자 계산도 기대해볼 만하다.
출처: 해방군보
