IBM Quantum에서 알려주는 양자 컴퓨터를 참고하여 양자 컴퓨터가 무엇인지 왜 필요한지에 대해 정리했습니다.
1. 양자 컴퓨터란 무엇입니까?
양자 컴퓨터는 양자역학법칙을 활용하여 기존 컴퓨터로 처리하기에는 너무 복잡한 문제를 해결하기 위해 빠르게 발전하고 있는 기술입니다.
2. 양자 컴퓨터가 필요한 이유는 무엇입니까?
과학자와 엔지니어는 어려운 문제에 직면했을 때 슈퍼컴퓨터를 사용합니다. 하지만 슈퍼컴퓨터조차도 고도로 복잡한 문제는 해결하기 어려운 경우가 있습니다. 기존 컴퓨터가 실패하는 경우는 복잡성 때문인데, 복잡한 문제는 복잡한 방식으로 상호 작용하는 많은 변수가 있는 문제입니다.
3. 양자 컴퓨터는 어디에 사용됩니까?
분자 내 개별 원자의 거동을 모델링하는 것은 다른 모든 전자가 서로 상호 작용하기 때문에 복잡한 문제입니다. 또한, 글로벌 해운 네트워크에서 수백 대의 유조선을 위한 이상적인 경로를 분류하는 것도 기존 컴퓨터로는 복잡한 문제입니다.
4. 양자 컴퓨터가 더 빠른 이유
단백질은 상호작용 정도가 다른 다양한 종류의 아미노산이 연결되어 있는데, 1차원 서열이 아미노산의 상호작용으로 3차원 구조로 변경되는데 이를 단백질 접힘이라고 합니다. 단백질 접힘은 경우의 수가 너무 많은데, 예를들면 100개 아미노산의 사슬이 접힐 수 있는 방식은 이론적으로 수조개입니다. 기존 컴퓨터로는 개별 접기의 모든 가능한 조합을 처리할 수 있는 작업 메모리가 없습니다.
양자컴퓨터는 복잡한 문제에 대해 새로운 접근 방식을 가지는데, 개별 데이터를 연결하는 패턴이 나타나는 다차원 공간을 생성합니다. 단백질 접힘 문제는 그 패턴을 생산하는 데 최소한의 에너지를 필요로 하는 접힘의 조합일 수 있는데 이러한 접힘의 조합이 문제의 해결책입니다. 양자컴퓨터는 패턴을 찾을 수 있는 초기 양자 알고리즘이 이미 있습니다.
참고: IBM Quantum https://www.ibm.com/topics/quantum-computing#anchor-681401225
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