양자 컴퓨터: 테스트 완료, 실제 사용은 멀리 떨어져 있습니다.

고전적 컴퓨팅에서 열은 시간과 공모하여 가능한 것에 제약을 가합니다. 진공관 시대에는 장비가 소진되어 긴 계산을 완료할 수 없었습니다.

9월 중순, 마운틴뷰의 구글 AI 퀀텀이 이끄는 14개 기관과 연구소 과학자들이 작성한 연구 논문이 NASA 웹사이트에 게재됐다. (출처: 구글블로그)

정부는 소셜 미디어에서 보안 통신에 액세스하는 데 더 이상 동요할 필요가 없습니다. 도착이 방금 주장되었습니다 , 암호화 보안을 중복으로 만듭니다.

소유권 주장 및 이의 제기 대상

9월 중순, Mountain View의 Google AI Quantum이 이끄는 14개 기관과 연구실의 과학자들이 작성한 연구 논문이 NASA 웹사이트에 등장한 후 수수께끼처럼 사라지면서 과학 및 수학 커뮤니티가 안절부절못한 채 뒤죽박죽이 되었습니다. 그들의 흥분이 부당한 것은 아니었습니다. 양자 우위 — 실용적인 이유로 기존 컴퓨터가 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 Sycamore라는 양자 기계의 개발.

고전적 컴퓨팅에서 열은 시간과 공모하여 가능한 것에 제약을 가합니다. 진공관 시대에는 장비가 소진되어 긴 계산을 완료할 수 없었습니다. 현대의 반도체 집적 회로도 열을 생성하는데, 연소할 만큼은 아니지만 속도를 늦추기에 충분합니다. Google은 Sycamore가 최고 비행 슈퍼컴퓨터가 약 10,000년이 걸렸을 문제를 약 200초 만에 처리했다고 주장합니다. 수수께끼처럼 사라진 이 논문의 결과는 수요일 네이처에 공식적으로 게재되어 1980년대에 Paul Benioff, Richard Feynman 및 Yuri Manin이 토론을 시작한 이후로 예상했던 컴퓨팅의 임계값이 초과되었다는 주장을 확고히 했습니다.

한편, IBM의 연구원들은 고전적인 컴퓨터가 비효율적으로 구성되었기 때문에 10,000년이나 뒤처진다는 Sycamore의 발견에 이의를 제기했습니다. 그들은 타이어를 발로 차고 플러그를 청소하는 것이 그 간격을 주먹으로 메울 것이라고 주장했습니다. 이 문제는 IBM이 벤치마크 테스트를 복제할 때까지 미결 상태로 남아 있습니다. 과학의 방법에 따르면, 그 질문은 자체 연구 결과를 발표할 때까지 열려 있습니다.

여러 상태

저스틴 트뤼도 캐나다 총리가 밝힌 이후 양자 컴퓨팅 Perimeter Institute of Theoretical Physics의 짜증나는 저널리스트에게 설명할 것이 별로 없습니다. 고전적인 기계는 온/오프를 나타내는 상태 0과 1로 표현되는 정보 비트를 처리하는 반면, 양자 기계는 큐비트 또는 양자 비트를 조작합니다. 그것들은 더 높은 차수의 데이터를 처리할 수 있는 두 가지 속성인 중첩과 얽힘을 가지고 있습니다.

양자 세계와 총체 세계의 본질은 근본적으로 다르지만, 이는 독성 가스 통과 같이 잠재적으로 치명적인 무언가가 있는 상자에 갇힌 불운한 동물인 슈뢰딩거의 고양이에 대한 비유로 설명할 수 있습니다. 총체적인 세계에서 우리는 가스가 방출될 때까지 고양이가 살아 있고 그 후에는 죽은 것으로 가정합니다. 그러나 양자 수준에서 현상은 관찰될 때만 하나의 상태로 붕괴됩니다. 다른 모든 시간에는 가능한 모든 상태로 존재합니다. 고양이는 관찰자가 상자를 열었을 때만 죽거나 살아 있는 것으로 보입니다. 다른 모든 시간에는 중첩 상태에서 죽은 동시에 살아 있습니다. 또한 고양이가 실수로 가스를 발산할 수 있다면 고양이의 상태와 용기의 상태는 떼려야 뗄 수 없는 관계입니다.

이것은 아인슈타인이 원거리에서 으스스한 행동이라고 불렀던 얽힘입니다. 두 개의 얽힌 아원자 입자는 몇 광년 떨어져 있지만 연결되어 있을 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 이 두 가지 속성을 사용하여 데이터를 양자 상태로 인코딩하고 양자 연산을 수행함으로써 기존 기계를 능가하는 속도와 계산 공간을 달성합니다.

미국 캘리포니아 산타바바라 연구소에서 Google의 양자 컴퓨터 중 하나를 사용하는 Sundar Pichai. (사진=로이터통신)

가야할

양자 컴퓨팅의 도래는 당신과 나에게 무엇을 의미합니까? 별로. 당장은 아니다. Sycamore는 실제 사용되지 않는 벤치마크 테스트만 수행했으며 Google은 다음 주 세계 지배를 달성하기 위해 이를 배포할 수 없기 때문입니다. 양자 우위를 입증했더라도 이 기술을 무료로 사용할 수 있으려면 몇 년 또는 수십 년이 걸릴 수 있습니다.

큐빗은 극저온에서만 안정적이며 정부와 대기업만이 양자 컴퓨터를 구내에 보관할 수 있기를 희망할 수 있습니다. 나머지는 클라우드 컴퓨팅과 SaaS(Software as a Service)에 의존해야 합니다. 예를 들어 Gmail에서 살아있는 일광을 해킹하려는 경우 가장 빛나는 장비가 아닙니다.

그러나 처음에는 정부와 기업만이 양자 컴퓨팅의 유일한 사용자가 될 것입니다. 양자 컴퓨팅이 답하는 질문에만 관심이 있기 때문입니다. 양자 컴퓨터는 양자 시스템을 모델링하기 위해 Feynman에 의해 제안되었습니다. 이제 대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider)와 같은 극한 조건에서만 현실 세계에 존재하는 모델링 시스템을 위한 실험실에서 사용할 수 있습니다.

미국 캘리포니아 산타바바라 연구소에 있는 Google 양자 컴퓨터의 구성 요소. (사진=로이터통신)

연구소는 대규모 인프라에 투자하지 않고도 최첨단 작업을 수행할 수 있으며 국가와 대륙에 걸쳐 협업할 필요가 없습니다. 양자 컴퓨터는 방대한 양의 데이터를 처리하는 작업에도 유용합니다. 데이터 마이닝과 인공 지능은 천문학에서 언어학에 이르기까지 방대한 양의 데이터를 다루는 과학과 함께 주요 수혜자가 될 것입니다.

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어두운면

양자 컴퓨팅의 어두운 면은 통신과 컴퓨터를 보호하는 암호화 암호화에 미칠 파괴적인 영향입니다. 암호화는 암호화 키가 생성되고 대화 당사자가 교환하는 시드 역할을 하는 매우 큰 소수에 따라 달라집니다. 암호화 및 암호 해독이 작동하는 방식이 비대칭이기 때문에 작동합니다. 컴퓨터가 매우 큰 소수를 곱하는 것이 제품을 구성 소수로 인수 분해하는 것보다 쉽습니다. 이 차이는 WhatsApp 메시지를 비공개로 유지하지만 기하급수적으로 강력한 컴퓨터로 승률이 균등해지면 온라인 개인 정보 보호는 사라질 것입니다.

기술이 항상 해결책은 아닙니다. 종종 그것은 새로운 문제를 일으키고 해결책은 법에 있습니다. 소셜 미디어와 인공 지능이 탄생한 지 오랜 시간이 지난 지금 이를 규제해야 한다는 요구가 있습니다. 양자 컴퓨팅이 널리 보급되기 전에 양자 컴퓨팅에 대한 규제 프레임워크를 개발하는 것이 현명할 것입니다. 데이터 분석에서 지정학에 이르기까지 광범위한 분야에서 미래 사용을 완전히 예측할 수 없는 변혁적 기술입니다. 그런 의미에서 히로시마 이후 23년 만에 핵확산금지조약에 의해 세계체제가 규제한 핵기술과 같다. 지금 양자 컴퓨팅을 규제하거나 최소한 합법적인 사용의 한계를 정의하는 것이 유용할 것입니다.

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