[빛의 양자컴퓨터]

[빛의 양자컴퓨터]

제목 : [빛의 양자컴퓨터] 초판 1쇄 발행 :  2021년 08월 04일 지은이 : 후루사와 아키라 옮긴이 : 채은미 출판사 : 동아시아

 

  양자컴퓨터 연구를 하시는 고려대학교 채은미 교수님께서 번역하신 책이다. 최근들어 다시금 양자컴퓨터가 조명을 받고 학계, 기업, 기관등에서 활발하게 연구가 수행되고 있는데, 아직까지 범용형 양자컴퓨터 플랫폼으로 다양한 하드웨어 플랫폼(초전도, 광자, 실리콘 반도체, NV 등)이 경쟁하고 있다. 이 책은 후루사와 아키라 교수님이 개발한 광양자컴퓨터에 대한 내용을 다루고 있다.

  이 책에 관해 채은미 교수님께서 북토크를 한 유튜브 영상 참고하면 더 좋을 것 같다.

https://youtu.be/5ZJLMV6EozI

 

  양자컴퓨터의 의의가 근본적으로 획기적인 연산속도의 향상이라기보다는 계산처리로 인해 배출되는 열에너지를 이론적으로는 영(0)으로 할 수 있다는 점에 있다는 것을 알게 되었다. 고전 컴퓨터에서는 전자회로를 사용하여 연산을 수행하고 메모리에 기록을 하기 때문에 전기에너지가 열에너지로 전환되어 배출되고, 계산이 복잡하고 고속화 될 수록 열이 많이 발생된다고 한다. 특히 슈퍼컴퓨터를 정상적으로 가동시키기 위해서는 원자력발전소 하나에서 생산되는 전력보다도 많은 양의 전력을 필요로 하게 될 수도 있다고 하는데, 이는 컴퓨터 본래의 목적인 계산 처리에 에너지가 사용되는 것이 아니라 냉각에 사용되고 있다는 점에서 안타까운 일이라고 할 수 있다. 이에 반해 양자컴퓨터는 이론상 열에너지의 배출량을 영(0)으로 만들 수 있다는 점에서 인류에게 많은 이점을 가져올 수 있을 것으로 기대되고 있다.

 

  책에서 기록하고 싶은 내용을 조금 정리하면 아래와 같다.

(pg 43-44) 양자컴퓨터가 계산 처리 속도를 향상 시킬 수 있는 방법

1) 계산 처리의 스텝 수, 즉 사용되는 논리 게이트의 수 줄이기

2) 코어, 즉 계산 처리를 수행하는 회로의 클락 주파수 향상 시키기. 즉, 1초간에 처리하는 신호의 수 늘리기

3) 멀티 코어, 즉 코어를 여러개 나열하여 병렬 계산하기

- 쇼어 알고리즘이 고속으로 계산 처리를 할 수 있는 이유는 위의 1번에 해당된다고 한다. 

(pg 169-170) '시간영역다중 일방향 양자계산'을 이용한 광양자컴퓨터의 특징

1) 실온에서도 양자 비트로써 존재

2) 양자 계산도 가능함

3) 비행 양자비트를 그대로 양자 통신에 사용할 수 있음

4) 대량의 양자 비트를 취급할 수 있음

5) 제한된 공간에서 대규모화가 가능

6) 무제한으로 양자 계산을 계속할 수 있음

: 광펄스는 빛의 속도로 이동하고 있어서 바로 측정해버리기 때문에 결깨짐까지의 시간에 신경 쓸 필요 없음

7) 프로그래밍도 가능

8) 양자컴퓨터의 클락 주파수를 10THz 이상으로 올릴 수 있음

9) 오류 정정도 가능

 

 

<Reference>

- https://youtu.be/5ZJLMV6EozI

- https://image.aladin.co.kr/product/27669/16/cover500/8962623811_1.jpg

 

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