컴퓨터에 관심이 많은 사람이라면 얼마 전부터 심심찮게 들려왔던 양자컴퓨터(Quantum Computer)라는 말을 한 번 쯤은 들어봤을 것이다. 양자컴퓨터는 1995년에 그 가능성이 타진되었던 개념인데 현재 그 연구가 빠르게 진행되고 있는 중이다. 아직 그 실체를 드러내지 않았음에도 불구하고 이토록 언론에 많이 노출이 되고 사람들의 기대를 받고 있는 것은 꽤 이례적인 일이 아닐 수 없다.
양자컴퓨터는 최근 미국 주간지 「비즈니스 위크」가 21세기를 이끌 10가지 기술 중 하나로 꼽을 정도로 화제가 되고 있다. 또 뉴욕 과학아카데미가 발간하는 더 사이언스」, 물리학회지 「피지컬 리뷰레터」에도 잇따라 소개돼 관심을 불러일으키고 있다.
물리학자나 수학자들이 양자컴퓨터에 각광하고 있는 이유는 무엇일까? 이유는 단 한가지이다. ′양자컴퓨터는 계산이 빠르다′는 것이다. 이 얼마나 단순하면서도 절대적인 명제인가?
양자 컴퓨터는 원자수준에서 계산을 실행한다. 도표는 1988년 IBM의 Keyes에 의해 조사된 것으로 양극 트랜지스터의 베이스에 도핑된 불순물의 숫자와 해당연도를 점찍은 것이다. 그림은 한 개의 정보를 저장하기 위해 필요한 전자의 갯수를 보여준다고 생각할 수 있다. 이 자료에 의하면 앞으로 10년내에 원자 수준으로 계산할 수 있는 수준에 도달할 수 있으리라 생각할 수 있다.
양자컴퓨터는 그 계산속도에 있어서 기존의 컴퓨터 시스템의 한계에 대해 한 가닥 희망을 비쳐주고 있다. 양자컴퓨터가 계산속도가 빠르다는 것은 386 컴퓨터에서 펜티엄3 컴퓨터의 차이(이정도도 대단한 것이지만)는 비교도 안될 만큼 엄청난 것이다.
예컨대 수 십억년 동안(지구가 만들어지고나서 지금까지) 현재의 최고급 웍스테이션이 쉬지않고 계산해야 답이 나오는 문제를 양자컴퓨터는 단 몇 초만에 풀어낼 수 있다고 한다면 어떻게 받아들일 수 있을까? 과연 현재의 과학기술로 그토록 처리속도를 비약시킬 수 있는지 의구심이 드는 것이 당연한 일이지만 이론상, 그리고 실험적으로도 가능하다는 사실이 증명되고 있다.
이런 믿어지지 않는 성과를 기대할 수 있는 양자컴퓨터는 과연 어떤 개념으로 작동되는 것일까? 다소 SF 같은 내용을 현실화시키는 양자컴퓨터에 대해 알아보도록 하자.
정구정
자료제공:pcBee(http://www.pcbee.co.kr)
