고전역학 이후 나타난 양자역학에서는 미시 세계를 다룬다. 그리고 양자 컴퓨터(Quantum Computer)는 양자역학을 이용한 알고리듬을 효율적으로 실행해서 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 정확하게 연산할 수 있다. 심지어 블록체인을 무력화시킬 수도 있다고 말하는 전문가도 있다. 특히, 인공지능을 가동하기 위해서 빅데이터를 기반으로 복잡한 연산 작업을 빠르게 수행해야 하는데, 이때 양자 컴퓨터가 훌륭한 도구가 되어 준다. 하지만 아직까지 양자 컴퓨터는 시험 단계로, 기업 고객을 중심으로 조금씩 상용화하고 있다.
고전 컴퓨터 VS 양자 컴퓨터
| 종류 | 고전 컴퓨터(Classical Computer) | 양자 컴퓨터(Quantum Computer) |
| 핵심 기관 | 중앙처리장치(CPU) | 양자처리장치(QPU) |
| 연산 재료 | 트랜지스터 | 양자 |
| 연산 단위 | 비트(Bit) |
큐비트(Qubit) 또는 양자비트(Quantum Bit) |
| 연산 능력 | 이진법(0과 1) | 둘 이상의 값(00, 01, 10, 11) |
| 작동 원리 | 부울 논리 |
양자역학의 원리 • 얽힘(Entanglement) |
| 연산 방식 | 직렬 처리 | 병렬 처리 |
| 장점 |
• 저비용 • 다용도 |
• 고속 • 보안 |
| 단점 |
• 저속 • 물리적 한계 • 무어의 법칙 한계 • 낮은 성능 |
• 고비용 • 극저온 가동 • 양자 오류 발생 우려 • 하드웨어, 소프트웨어 등 새로운 시스템 구축 • 검증의 어려움 |
미국이 주도하는 양자 컴퓨터의 역사
초창기에는 알고리듬 개발
1980년 미국 아르곤국립연구소(Argonne National Laboratory) 폴 베니오프(Paul Benioff), 양자 물리 법칙에 따르면 가역적 연산(Reversible Computing)이 가능하다는 개념 제시
1982년 미국 이론물리학자, 리처드 파인만(Richard Feynman), 양자컴퓨터는 고전컴퓨터가 하지 못하는 일을 할 수 있다는 가능성 제시
1983년 미국 컬럼비아대 스티븐 와이즈너(Stephen Wiesner), 양자 화폐(Quantum Money) 제안
1984년 IBM 찰스 베넷(Charles H. Bennet), 양자 암호 제안
1984년 IBM 찰스 베넷, 캐나다 몬트리올대 질 브라사르(Gilles Brassard), 양자통신 제안
1985년 영국 옥스퍼드대 데이비드 도이치(David Deutsch), 간단한 양자 알고리듬과 양자 컴퓨터 모델 제시
1989년 IBM 찰스 베넷, 존 스몰린(John Smolin), 양자암호통신 구현
1992년 데이비드 도이치 & 리처드, 도이지 조사 알고리듬(Deutsch-Jozsa Algorithm) 개발
1993년 IBM 찰스 베넷 외 공동 연구, 순간 이동하는 양자원격전송(Quantum teleportation) 제안
1994년 미국 벨 연구소(Bell Labs)의 수학자, 피터 쇼어(Peter Shor), 소인수 분해 알고리듬(쇼어 알고리듬) 개발
1996년 인도 컴퓨터 과학자 로브 그로브(Lov Grover), 그로버 알고리즘(Grover Algorithm) 개발
이후에는 양자 컴퓨터 개발
1997년 IBM 아이작 추앙(Isaac L. Chuang), 2큐비트 양자 컴퓨터 개발
2011년 5월 1일 캐나다 디웨이브 시스템(D-Wave Systems, dwavesys.com), 디웨이브 원(D-Wave One) 발표
2011년 미국 캘리포니아공대 이론물리학자 존 프레스킬(John Preskill), 50 큐비트 양자 컴퓨터가 슈퍼 컴퓨터보다 빠르다는 양자 우위(Quantum Supremacy) 주장
2011년 마이크로소프트, 양자 응용 프로그램 개발하는QuArc(Quantum Architectures and Computation Group) 개설
2014년 구글, 양자 컴퓨터 개발 추진
2015년 11월 11일 영국기술전략조언위원회, 양자기술 로드맵(Quantum Technologies) 개발
2016년 5월 4일 미국 IBM, 클라우드 기반의 양자 컴퓨터 플랫폼인 IBM 퀀텀 익스피리언스 개발
2017년 10월 인텔, 17큐비트 양자 프로세서 개발
2017년 12월 IBM을 중심으로 공동 연구하는 IBM Q 네트워크 출범
2018년 3월 구글, 72큐비트 양자 프로세서 브리슬콘 개발
2018년 12월 21일 미국, 10년간 집중 지원하는 양자연구집중지원법(National Quantum Initiative Act)
2019년 1월 8일 IBM, 20큐비트 IBM Q 시스템 원 개발
2019년 7월 17일 마이크로소프트, 마이크로소프트 퀀텀 개발 키트(QDK) 오픈소스화
2019년 9월 IBM 퀀텀 컴퓨테이션 센터 설립
2019년 10월 22일 구글, 53큐비트 양자 컴퓨터 칩 시커모어 개발
2020년 12월 인텔, 2세대 극저온 제어 칩 호스 리지 II(Horse Ridge II) 개발
2022년 미국 아이온큐(IonQ), 32큐비트 포르테(Forte, ionq.com/quantum-systems/forte) 개발
양자 컴퓨터 시대의 용어
양자 기계학습(Quantum Machine Learning)
양자 네트워크(Quantum Network)
양자 센서(Quantum Sensor)
양자 소프트웨어(Quantum Software)
양자 전송(Quantum Teleportation)
양자 시뮬레이션(Quantum Simulation)
양자 알고리듬(Quantum Algorithm)
양자 암호(Quantum Cryptography)
양자 인공지능(Quantum AI)
양자 컴퓨팅(Quantum Computing)
양자 통신(Quantum Communication)
양자 화폐(Quantum Money)
연구에 참고하려고 필요한 자료를 정제하지 않고 시계열로 정리하는 중이다. 주관적인 관심사가 반영되며, 인터넷에서 찾은 자료를 부분적으로 정리하므로 부정확할 수 있다. 편의상 만들어서 내용이 없는 게시물도 ...
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2025년 6월 4일~2030년 6월 3일 제21대 이재명 대통령
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