양자컴퓨터 뜻과 관련 기업 정리

안녕하세요. 오늘은 양자컴퓨터에 대한 이야기를 하려고 합니다. 양자컴퓨터에 대해서는 아직 잘 알려지지 않았는데요. 가끔 한 두 번씩 뉴스에서 소개되는 정도의 수준인 것 같습니다. 저도 아직은 양자컴퓨터의 시대까지 시간이 멀다고 생각은 하는데요. 미리 알아두고 공부해보았으면 합니다.

 

양자컴퓨터란

양자의 기본 의미는 둘다 된다는 의미입니다. 즉, 기존 전통 컴퓨터는 '0'과 '1'로 모든 디지털 정보를 표현했습니다. 하지만 양자컴퓨터는 0과 1 모두 존재할 수 있다는 의미입니다.

양자컴퓨터는 양자역학의 원리를 사용하는 컴퓨팅 기술입니다. 전통적인 컴퓨터가 0과 1의 비트를 사용하는 반면, 

양자컴퓨터는 '큐비트'라고 불리는 양자 비트를 사용합니다. 이 큐비트는 0, 1, 또는 동시에 둘 다의 상태를 가질 수 있는 '중첩' 상태 덕분에 한 번에 다량의 정보를 처리할 수 있습니다. 또한, '얽힘' 현상으로 인해 물리적 거리와 상관없이 큐비트 간 즉각적인 연결이 가능해집니다. 

 

이러한 특성으로 양자컴퓨터는 약물 발견, 암호 해독, 금융 모델링 등 복잡한 계산이 필요한 분야에서 혁신을 가져올 잠재력을 지니고 있습니다. 하지만 아직 초기 단계이며, 큐비트의 안정성 확보와 시스템 확장 등 해결해야 할 기술적 도전과제가 많습니다. 양자컴퓨터는 단순히 더 빠른 컴퓨터가 아니라, 오늘날 해결하기 어려운 복잡한 문제들을 풀어낼 새로운 계산 방식을 제공합니다.

구글과 MS에서 제공한 양자컴퓨터

 

양자컴퓨터는 아직 걸음마 수준입니다. 현재 IBM에서 개발중인 양자컴퓨터는 1000 큐비트를 넘어서기 시작했고, 중국은 72 큐비트, 한국은 25 큐비트 수준의 양자컴퓨터를 개발 중에 있습니다.

하지만, 그 성능은 어마어마하다고 합니다. 100큐비트 만으로도 기존 슈퍼컴퓨터를 대체할 정도의 수준이라고 하네요.

 

양자컴퓨터가 사용될 분야

양자컴퓨터는 그 특별한 계산 능력 덕분에 다양한 분야에 혁신을 가져올 잠재력을 가지고 있습니다. 위에서도 잠시 언급되었듯이 오늘날 해결하기 어려운 복잡한 문제들을 풀어낼 새로운 계산 방식이 제공될 것 같습니다.

현재 가장 뜨거운 분야인 인공지능과 로봇분야에도 충분히 사용될 수 있다는 말입니다.

암호학과 보안

양자컴퓨터는 전통적인 암호화 방식을 깨뜨릴 수 있는 능력을 가지고 있어, 양자 내성 암호화(quantum-resistant cryptography) 기술의 개발이 필요합니다. 이는 금융, 군사 및 국가 보안 분야에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다.

 

약물 개발

양자컴퓨터는 분자와 화학 반응을 모델링하는 데 사용되어 새로운 약물을 더 빨리 발견하고 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

 

재료 과학

새로운 재료의 설계와 특성을 예측하기 위해 복잡한 화학적 특성과 물리적 특성을 시뮬레이션하는 데 양자컴퓨터가 사용될 수 있습니다.

 

기후 과학

기후 모델은 매우 복잡하며, 양자컴퓨터는 이러한 모델을 더 정확하게 계산하여 기후 변화에 대한 이해를 돕고 더 효과적인 대응 전략을 개발하는 데 기여할 수 있습니다.

 

금융 모델링

양자컴퓨터는 금융 시장의 복잡한 시스템을 모델링하고, 위험 평가와 가격 책정을 위해 대규모 데이터를 분석하는 데 사용될 수 있습니다.

 

인공 지능

머신 러닝 알고리즘은 대량의 데이터에서 패턴을 인식하는 데 의존하는데, 양자컴퓨터는 이러한 계산을 가속화하여 AI의 발전을 촉진할 수 있습니다.

 

교통 최적화

양자컴퓨터는 복잡한 최적화 문제를 해결하는 데 사용될 수 있으며, 이는 교통 시스템의 효율성을 향상하는 데 도움이 될 수 있습니다.

양자컴퓨터는 이론적으로 엄청난 계산 능력을 가지고 있지만, 실용적인 응용을 위해서는 여전히 극복해야 할 기술적 장벽들이 많이 있습니다. 양자 오류 수정, 양자 상태의 안정성 유지, 그리고 대규모 양자 시스템의 효율적인 제어와 같은 문제들이 현재 연구되고 있습니다.

 

양자컴퓨터 관련 기업

양자컴퓨터를 주도적으로 개발하는 기업들은 대부분 미국입니다. 우리나라와 중국은 뒤늦은 개발을 서둘러 진행하고 있다고 하네요.

우선 미국에서 대기업을 제외한 양자컴퓨터의 3대 기업은 "아이온큐" " 리게티" "디웨이브"가 있습니다.

기업마다 양자컴퓨터를 구현하는 기술이 조금씩 다르다고 합니다. 간략하게 기업에 대해서 살펴보도록 하겠습니다.

 

아이온큐 (IONQ)

한국인의 최애 양자컴퓨터 아이온큐 입니다. 한국의 김정상 교수님이 공동창업자에 이름을 올리고 있어서 유명해졌으며 양자컴퓨터 관련주 1위로 올라서면서 한국인 보유금이 매우 높은 기업입니다. 시총 30%를 한국인이 보유하고 있습니다.

 

공동창업자에는 크리스 먼로, 피터 채프먼이 함께하고 있으며 두 분은 모두 양자 컴퓨터를 수십 년간 연구해 온 물리학 박사들입니다. 상온에서 양자컴퓨터를 구현하여 가장 현실적인 양자컴퓨터 모델로 관심받고 있습니다.

 

리게티 (rigetti)

Rigetti Computing은 양자 컴퓨팅 기술을 개발하는 선도적인 스타트업 기업입니다. 2013년 차드 리게티(Chad Rigetti)에 의해 설립되었으며, 양자 컴퓨터의 상용화를 목표로 하고 있습니다.

리게티 양자컴퓨터 홈페이지

Rigetti의 기술은 금융, 화학, 약학, 머신러닝 등 여러 분야에서 복잡한 계산 문제를 해결하는 데 사용될 잠재력을 지니고 있습니다. 회사는 또한 양자 컴퓨팅 생태계를 확장하고 개발자들이 양자 알고리즘을 쉽게 실험하고 배포할 수 있도록 지원하는 다양한 툴과 리소스를 제공합니다.

 

디웨이브 (D-Wave)

D-Wave Systems Inc.는 양자 컴퓨팅 분야에서 선구적인 역할을 하는 기업으로, 특히 양자 열화(annealing) 기반의 양자 컴퓨터를 상용화한 최초의 회사입니다. 1999년 캐나다에서 설립된 D-Wave는 양자 컴퓨팅을 이용해 최적화, 시뮬레이션, 머신러닝 등의 복잡한 문제를 해결하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

 

각 회사는 양자컴퓨터를 구현하는 방식이 다르기 때문에 각각의 독특한 기술을 가지고 있고, 양자컴퓨터 특허에 대한 부분도 서로 상이한 부분이 많이 있습니다.

이 부분은 다음 포스팅을 통해서 설명하도록 하겠습니다.

 

양자컴퓨터와 관련 기업에 대해서 살펴보았습니다. 컴퓨터 산업은 아주 오랫동안 0,1이라는 이진법으로 고착되어 왔습니다. 언젠간 이 벽을 부실 날이 올 것입니다. 그 벽을 부술 망치는 바로 양자컴퓨터가 되겠지요.

양자컴퓨터 관련 산업에 대해서 준비해 놓을 필요가 있겠습니다.